超聲波提取法在RoHS檢測中的應用

牛麗川，張谷一，劉化玲，黃小亞

(國家廣播電視產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，北京100015)

繼歐盟RoHS指令后，世界各國對電子電氣產(chǎn)品中限用物質(zhì)的監(jiān)管日益嚴格。在目前RoHS指令相關(guān)檢測標準中，有機類物質(zhì)前處理推薦使用索氏提取法，但是該方法試劑消耗大、操作繁瑣。超聲波提取法簡便快捷，早在20世紀50年代就應用于提取花生油和啤酒花中的苦味素、魚組織中的魚油等［1］。美國環(huán)保局(EPA)也將超聲波提取法應用于泥土等樣品的前處理［2］。近年來，超聲波提取技術(shù)已廣泛應用于天然植物、藥物、環(huán)境、食品、化工產(chǎn)品等樣品的前處理［3］。本文分別采用超聲波提取法和索氏提取法對自備樣品前處理，以氣相色譜—質(zhì)譜(GCMS)法定量分析，討論比較結(jié)果。然后采用超聲波提取標準樣品，進一步驗證其在RoHS檢測中的可行性。

1 實驗部分

1.1 主要試劑

標準物質(zhì)樣品：GBW08412;標準溶液：BW3521-2，BW3522-2，BW3523-2;甲苯(色譜純)。

1.2 主要儀器

超聲水浴儀(KQ-300E，昆山);全自動索氏浸提儀(B-811，Buchi);GC-MS(7890A/5975C，安捷倫)。

1.3 樣品處理

1.3.1 超聲處理

稱取0.2 g樣品，精確至0.1 mg，置于25 mL比色管中，加入20 mL甲苯靜置30 min，再超聲水浴加熱至50℃提取40 min，然后定容至50 mL容量瓶，離心、過濾、凈化后待測。

1.3.2 索氏處理

稱取0.2 g樣品，精確至0.1 mg，用濾紙包好放入樣品管內(nèi)，在溶劑杯中加80 mL甲苯，采用索氏標準法提取3 h，濃縮后定容至50 mL容量瓶，離心、過濾、凈化后待測。

1.4 儀器分析條件

色譜柱：J＆W122-5711;進樣口溫度：290℃;柱溫箱升溫程序：100℃保持1 min，然后以10℃/min速率升溫至320℃，保持5 min;載氣：氦氣，流量1.2 mL/min;接口溫度：320℃;進樣方式：脈沖不分流;進樣量：1 μL;電離源：EI;電子能量：70 eV;采用全掃描模式定性，離子選擇監(jiān)測模式定量。

2 結(jié)果與討論

2.1 索氏提取法與超聲波提取法結(jié)果對比

分別采用索氏提取法和超聲波提取法對自備樣品進行前處理，采用GC-MS檢測的結(jié)果見表1。樣品中含有5種多溴二苯醚(BDE-47，BDE-99，BDE-183，BDE-197和BDE-209)，平行測定5次。

表1 索氏提取法與超聲波提取法測試結(jié)果比較

測定結(jié)果平均值相近，相對標準偏差(RSD)在1.1%～8.7%之間。分析化學中一般采用t檢驗評價分析結(jié)果。不同分析方法測定樣品的t檢驗公式為t=其中 s為合并標準偏差，s=為測定平均值，n為測定次數(shù)。兩種方法的總自由度f=n1+n2-2=8，置信度95%時查表得t=2.31。計算5種多溴二苯醚測試結(jié)果所得的t值見表1，均小于2.31，因此兩種方法無顯著性差異。

2.2 標準品驗證

標準樣品采用超聲波提取法，GC-MS測定結(jié)果如表2所示。標準樣品中含有BDE-209，測定9次平均值為1 137 mg/kg，在標準值范圍1 074～1 226 mg/kg內(nèi)，回收率在94.2%～105%之間，RSD=3.4%。依據(jù)標準樣品t檢驗公式其中s為標準偏差，為測定平均值，μ為標準值，n為測定次數(shù))，計算得t=0.98。自由度f=n-1=8，置信度95%時，t=2.31。表明該結(jié)果與標準值無顯著性差異，符合要求。

表2 標準樣品測定結(jié)果

2.3 超聲波提取法可行性討論

通過以上兩組實驗得出，超聲波能有效提取樣品中的有機物，其提取過程分膨脹和壓縮兩個階段。先通過膨脹過程在液體中生成氣泡或?qū)⒁后w撕裂成很小的空穴，再利用壓縮時產(chǎn)生的極大瞬間壓力破壞樣品表面，細化目標物質(zhì)制造乳液。而且超聲波本身具有強大的能量，傳遞過程中可以增大介質(zhì)分子運動的頻率和速度，促進提取的進行，減少反應時間。

與索氏提取法相比，超聲波提取裝置簡單，一般的超聲水浴儀即可滿足要求，價格低廉，操作過程簡便快捷，不需要冷卻水等輔助裝置;而全自動索氏浸提儀價格昂貴，操作繁瑣，對人員技術(shù)要求高。另外，超聲波提取所需溶劑量較少，反應溫度也較低，副產(chǎn)物少，可以實現(xiàn)不太穩(wěn)定目標成分的提取。

3 結(jié)論

本文采用超聲波提取法對RoHS檢測樣品前處理，與索氏提取法、標準值比較，t值檢驗結(jié)果無顯著性差異，符合測試要求。該方法簡便、快速、廉價、高效，可用于RoHS檢測的有機樣品前處理。

［1］鄔元娟，王文亮，岳暉，等.天然產(chǎn)物有效成分提取新技術(shù)探討［J］.中國食物與營養(yǎng)，2008(2)：30-32.

［2］EPA 3550C—2007，索氏提取法［S］.2007.

［3］謝振偉，但德忠，趙燕，等.超聲波輔助萃取技術(shù)在樣品預處理中的應用［J］.化學通報，2005，68：1-11.