荧光检测器二极管阵列检测器串联法测定水中多环芳烃和邻苯二甲酸酯

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　　摘 要： 建立一种紫外检测器（DAD）与荧光检测器（FLD）串联的HPLC法，检测水中痕量的多环芳烃（PAHs）和邻苯二甲酸酯化合物（PAEs）。在所选择的色谱条件下，3种PAHs和4种PAEs可得到完全分离，其中PAHs用FLD检测，PAEs用DAD检测。7种物质的回收率达90.8%以上，相对标准偏差在3.8%-7.2%间。
　　关键词： 高效液相色谱法；双检测器；多环芳烃；邻苯二甲酸酯
　　中图分类号：TQ651 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）1020056－02
　　
　　0 前言
　　多环芳烃化合物（PAHs）具有致癌、致畸和致突变毒性，在自然水体中以痕量浓度广泛分布。PAHs类物质的分析常采用二极管阵列检测器（DAD）/高效液相色谱（HPLC）法和荧光检测器（FLD）/高效液相色谱（HPLC）法，后者因其极高灵敏度和良好选择性，成为了PAHs检测的常用方法。邻苯二甲酸酯又称酞酸酯（PAEs），被广泛用作塑料增塑剂。研究结果表明邻苯二甲酸酯类物质具有致畸作用和胚胎毒性，并可影响生物体内分泌，现已将其归为环境雌激素类物质。PAEs类物质的检测方法可采用毛细管气相色谱法、气质联用法、高效液相色谱法等。本文通过实验研究，采用固相萃取法富集样品中的PAHs和PAEs，串联HPLC的DAD和FLD检测器作为分析手段，结合程序变换流动相的HPLC方法，实现了同时对环境水体中痕量PAHs和PAEs进行进行有效的分离和定量分析。该方法准确、快速、简便，提高了检测灵敏度和准确度。
　　1 实验部分
　　1.1 仪器
　　Agilent HP1100高效液相色谱仪，G1315A二极管阵列检测器（DAD），1046A荧光检测器（FLD），G1316A恒温柱箱，HP ChemStation A.06.01数据处理系统；12孔固相萃取器，Oasis HLB固相萃取小柱（6cc/200mg），supelco 6mLC18固相萃取小柱Turbo Vap LV样品浓缩仪。
　　1.2 试剂
　　标准样品荧蒽[FLU]、苯并（b）荧蒽[B（b）F]、和苯并（a）芘[B（a）P]以及邻苯二甲酸二甲酯[DMP]、邻苯二甲酸二乙酯[DEP]、邻苯二甲酸二丁酯[DBP]、邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯[DEHP]均由国家标准物质研究中心和中国环境监测总站提供。
　　溶剂甲醇和乙腈（高效液相色谱纯），超纯水。
　　1.3 色谱条件
　　图1 DAD和FLD检测器所得混合标样的色谱图
　　表1 FLD波长设置
　　Hypersil ODS液相色谱柱；柱温35℃；流速采用1mL/min；流动相为乙腈-水溶液（Solvent D：乙腈，Solvent B：超纯水）；进样量10L；PAEs在受紫外光激发后不会发射荧光，用DAD检测，取最佳波长238nm；PAHs在DAD中也有响应，但因不在最佳检测波长处故响应值较小，用更灵敏的FLD，使各组分处于最佳激发/发射波长处，具体设置见表1，同时采用梯度淋洗，两个检测器采用串联方式，测得混合标样的HPLC谱图见图1。
　　1.4 流动相的选择
　　分别使用甲醇－水及乙腈－水溶液为流动相，分别以PAHs和PAEs的分离度及最短的分析时间作为考察指标，确定流动相中甲醇或乙腈的体积分数为80%～100%。
　　1.5样品的预处理
　　取250mL的水样，加0.1%的硫酸调pH为3，然后以5mL/min的速度通过活化好的Oasis HLB固相提取小柱，样品富集完后用3mL 5%甲醇清洗杂质，将小柱用氮气干燥10min，再用3mL10%甲醇/90%乙醚洗脱，用样品浓缩仪浓缩后，加0.5mL乙腈定容；同时另取1000mL的水样，加入10%左右的甲醇，以改善吸附剂表面与疏水性组分间的憎水作用，有利于多环芳烃的回收，后以5-8mL/min的速度通过已活化好的C18固相提取小柱，样品富集完后在用氮气干燥10min，再用0.5mL乙腈洗脱，洗脱液与之前处理的溶液合并，上机测定。
　　2 结果与讨论
　　2.1 校准曲线及相关系数
　　经过色谱条件的优化，串联使用DAD和FLD检测器，得到了七种物质的标准色谱图，由数据可以看出，PAHs在DAD和FLD的测定范围内均具有良好的线性相关性，FLD对PAHs的灵敏度为DAD的50-100倍。故选用FLD对含μg・L-1级浓度的3种PAHs样品进行定量分析，而用DAD检测器对PAEs进行定量分析，并借助光谱扫描和标准谱库检索对照法对4种PAEs进行光谱定性。分取不同体积的PAHs和PAEs母液，配制成一系列浓度梯度的标准溶液，依次测定，得出各个浓度的峰面积，以标准溶液的浓度与相应峰面积进行线性拟合，得到回归方程。结果表明4种酞酸酯类化合物及3中多环芳烃类化合物分离检测效果理想，线性良好，相关系数r>0.999。
　　2.2 回收率、精密度和检测限
　　将一定量的标准溶液加至超纯水中流经富集柱，经洗脱、浓缩，再进行HPLC分析，平行测定10次，得出PAHs和PAEs的平均回收率及精密度，结果见表4，由数据可见，7种物质的回收率达90.8%以上，相对标准偏差在3.8%-7.2%间，完全达到USEPA规定的RSD＜30%的要求。根据S/N>3时的被检测量可知，各物质的检测限大小与所选择的检测器的性能及检测条件有关。本方法PAHs和PAEs的最小检测限在表2中有所记录。
　　表2 方法的精密度及加标回收率（n=10）
　　2.3 流动相的确定
　　采用体积分数为80%～100%的甲醇-水溶液为流动相分离PAHs和PAEs，结果发现酞酸脂难以达到理想的分离效果；改用体积分数为80%～100%的乙腈-水溶液进行预试，在考虑分离效果的同时，以分析时间最短为目标，加入了梯度洗脱的程序，在分离效果不理想的时间段，适当增大水相比例，最终选择流动相配比见表2。流速采用恒流速的方式，就能使各组分得到有效的分离且尽快的洗脱。
　　2.4 检测器的串联使用
　　虽然PAHs在DAD和FLD上均有响应，但响应值大小不同，PAHs有很强的荧光，经用同浓度的混合标准溶液进样，其在荧光区的检测灵敏度是紫外区的10倍～20倍，所以采用荧光检测器检测PAHs；PAEs在受紫外光激发后不会发射荧光，在FLD中不会产生干扰，为了保证一次进样就能对痕量的PAHs和PAEs进行测定，将紫外检测器和荧光检测器串联，并将信号同时分别送入检测器通道，对紫外和荧光信号同时进行监测。实验结果表明，DAD/FLD 串联检测器具有更高的灵敏度和更好的选择性。
　　3 结论
　　综上所述，使用DADA/FLD串联检测，在FLD提高仪器灵敏度的同时，DAD能对待测物质进行定性分析，该方法对水样中PAHs和PAEs的回收率达90.8%以上，相对标准偏差在3.8%-7.2%间。实现了同时对环境水体中痕量PAHs和PAEs进行进行有效的分离和定量分析。该方法准确、快速、简便，提高了检测灵敏度和准确度。
　　
　　参考文献：
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　　作者简介：
　　高宇，女，汉族，甘肃酒泉人，本科，毕业于吉林大学环境工程专业，助理工程师，工作单位：大庆油田有限责任公司供水公司水源开发研究所。

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