中空纖維三液相微萃取-高效液相色譜法測定水樣中吡蟲啉*

方克鳴， 吳小華， 陳建榮

(1．浙江師范大學化學與生命科學學院，浙江金華 321004;2．浙江師范大學地理與環境科學學院，浙江金華 321004)

基于中空纖維的液相微萃取方法是近年發展起來的分離富集的一種新技術［1］，它較好地克服了液-液萃取法中有機溶劑消耗量大［2］、固相(微)萃取法中儀器裝置昂貴［3］的缺點，具有消耗有機溶劑少、操作方便、成本低廉、富集效果好等優點［4］．該方法將萃取劑固定在中空纖維的微孔結構中，形成分離相-萃取劑-接收相的三液相狀態，由于微孔結構可以實現對大顆粒雜質、大分子化合物的阻擋，使被富集物質在三相中傳遞，達到分離富集的目的［5］．

吡蟲啉(1-(6-氯-3-吡啶基甲基)-N-硝基咪唑-2-亞胺，1-((6-chloro-3-pyridinyl)methyl)-N-nitro-imidazolidinimine)是農業生產中廣泛使用的硝基亞甲基類內吸殺蟲劑，會對人類和哺乳動物產生慢性的毒理效應［6］．該農藥會隨著水流的運動污染水體，因此對水體中吡蟲啉含量的測定很有必要．測定吡蟲啉含量的方法有酶聯免疫吸附法［7］、電化學方法［8］、氣相色譜法［9］和高效液相色譜法［10］等．這些方法中，有的對大批量的樣品具有快速檢測的優勢，但檢測方法對儀器和操作技術要求較高，掌握和應用難度較大;或者有的方法前處理比較復雜，費時、費工，效率不夠高．

本文將聚偏氟乙烯(PVDF)中空纖維三液相微萃取與高效液相色譜法聯用測定水樣中吡蟲啉的含量，采用耐氧化性、抗污染性好的聚偏氟乙烯材質的中空纖維［11］進行液相微萃取，方法簡便，富集效果好，可用于江水和塘水中痕量吡蟲啉的測定．

1 實驗部分

1．1儀器和試劑

Waters高效液相色譜儀(美國，Waters公司);HJ-6磁力攪拌器(鄭州長城科工貿有限公司);微量進樣器;Milli-Q Academic純水儀(密理博中國有限公司)．

吡蟲啉標準溶液(1 000 μg·mL-1):準確稱取0．100 0 g吡蟲啉標準品，用水定容至100 mL;工作溶液(2 μg·mL-1)由標準溶液稀釋而成．聚偏氟乙烯(PVDF)中空纖維(金華中科膜工程有限公司)，內徑 800 μm，纖維孔徑 0．2 μm，壁厚50 μm．甲醇(色譜純，國藥集團);正辛醇、異辛醇、環己烷、磷酸二氫鉀、氫氧化鉀等均為分析純，且均經過濾膜過濾．實驗用水為Milli-Q純水儀制超純水．

1．2 實驗方法

1．2．1 聚偏氟乙烯中空纖維三液相微萃取

將聚偏氟乙烯中空纖維截成4 cm的小段，置于超純水中，超聲清洗5 min，烘干備用．

取一定量的吡蟲啉標準溶液于25 mL比色管中，加入5 mL 0．25 mol·L-1KOH 溶液，用水稀釋至刻度，然后轉入相應大小的稱量瓶中，放入磁子．將一段聚偏氟乙烯中空纖維在正辛醇溶液中浸泡10 s，取出后插入含有接收相溶液的微量進樣器針頭，推入接收相溶液，使其從另一頭溢出，并用止水夾夾住，倒扣于稱量瓶中，磁力攪拌10 min，取出，松開夾子，用微量進樣器抽出中空纖維腔體中的接收相進行液相色譜分析．

1．2．2 高效液相色譜分析

色譜柱為 C18-AR-Ⅱ，4．6 mm ×150 mm;流動相 V(甲醇)∶V(水)=70∶30;流速為0．8 mL·min-1;檢測波長為 271 nm;進樣量為20 μL．

1．2．3 樣品測定

江水和塘水樣品，經過濾后取20 mL，加入5 mL 0．25 mol·L-1KOH溶液，按上述步驟操作進行吡蟲啉的分離和分析．

2 結果與討論

2．1 吡蟲啉的光譜特性

圖1 吡蟲啉的紫外-可見吸收光譜

吡蟲啉經紫外可見吸收光譜(UV-Vis)掃描，在271 nm處有最大吸收波長(見圖1)．因此，選擇271 nm為吡蟲啉檢測波長．

2．2 吡蟲啉標準品和樣品的色譜圖

對照吡蟲啉標準品和樣品的色譜圖(見圖2和圖3)可知，保留時間為2．273 s的峰為吡蟲啉的色譜峰，在上述色譜條件下樣品組分的分離效果良好．

圖2 吡蟲啉標準品的色譜圖

圖3 樣品的色譜圖

2．3 聚偏氟乙烯中空纖維的選擇

聚偏氟乙烯中空纖維有干法制備和濕法制備的2種，它們的外觀具有很大的差別:干法制備的硬、管壁厚;濕法制備的軟、管壁薄．經過試驗，濕法制備的聚偏氟乙烯中空纖維具有更好的分離富集效果(見圖4)．這是由于濕法制備的聚偏氟乙烯中空纖維在制備時有一個快速脫溶劑的過程，使聚合物表層破裂、開孔，形成孔隙，生成膜表面的孔結構，在表層之下聚集的高分子因凝固劑與溶劑的雙向擴散而快速固化，形成多空網狀結構．

2．4 萃取劑的選擇

由于要形成三液相狀態，中間的萃取劑相要選擇具有疏水性的有機溶劑．本文試驗了正辛醇、異辛醇、環己烷，結果顯示揮發性低的正辛醇具有最好的效果(見圖4)．

圖4 萃取劑及中空纖維制法對萃取效率的影響

2．5 分離相和接收相的確定

吡蟲啉是一種二元弱堿，在中性和微酸性的介質中穩定，在堿性介質中會發生水解，介質堿性越強水解越快．在堿性的土壤或水體中，水解是吡蟲啉主要的降解行為之一．吡蟲啉在0．05 mol·L-1KOH溶液中以分子形式存在，溶解度小，因此以0．05 mol·L-1KOH溶液為分離相．以0．01 mol·L-1KH2PO4溶液作為接收相，可以控制接收相溶液為微酸性，有利于吡蟲啉在接收相中的溶解和富集．

2．6 萃取時間對萃取效率的影響

萃取是吡蟲啉從分離相到接收相的一個動態過程，需要一定的時間來完成這個分配過程，時間越長越有利于吡蟲啉的富集，但過長的萃取時間容易造成萃取劑的損失，使分析結果的穩定性變差．本實驗研究了萃取時間對萃取效率的影響，結果見圖5．從圖5可見，隨著萃取時間的增加，萃取效率增加，5 min后達到平衡，20 min后萃取效率有所下降．故選擇萃取時間為10 min．

圖5 萃取時間對萃取效率的影響

2．7 分析特性

當分離相為0．05 mol·L-1KOH溶液、接收相為0．01 mol·L-1KH2PO4溶液、富集 20 mL 樣品時，方法的檢測限(3σ)為 0．4 ng·mL-1，工作曲線的線性范圍為0．4～160 ng·mL-1，回歸方程為

其中，y和x分別代表峰高和吡蟲啉的質量濃度．相關系數為0．997 9(見圖6)，富集倍數為22．75倍，相對標準偏差為5．2%(n=10，ρ(吡蟲啉)=40 ng·mL-1)．

2．8 水樣中的吡蟲啉及其回收率測定

對水樣按上述實驗方法分別進行吡蟲啉含量測定及回收實驗，結果見表1．

3 結論

建立了濕法制聚偏氟乙烯(PVDF)中空纖維液相微萃取-高效液相色譜法測定水樣中痕量吡蟲啉的方法．該方法具有操作簡便、富集效率高等特點．改變分離相、接收相和萃取劑，本方法還可用于水樣中其他痕量有機污染物的測定．

圖6 工作曲線

表1 水樣中吡蟲啉含量測定和回收實驗結果(n=3)

［1］Pedersen-Bjergaard S，Rasmussen K E．Liquid-liquid-liquid microextraction for sample preparation of biological fluids prior to capillary electrophoresis［J］．Anal Chem，1999，71(14):2650-2656．

［2］王擁軍．分離富集［M］．開封:河南大學出版社，2008:80．

［3］楊通在，羅順忠．固相微萃取技術的現狀與進展［J］．環境研究與監測，2006，9(1):1-7．

［4］魏超，盧珩俊，陳梅蘭，等．中空纖維三相液相微萃取-高效液相色譜法測定水中的4種酚類化合物［J］．色譜，2011，29(1):54-58．

［5］Marcel M．膜技術基本原理［M］．2版．李琳，譯．北京:清華大學出版社，1999:138-140．

［6］張紅，張麗華，毛江勝，等．土壤中吡蟲啉殘留量HPLC測定方法的研究［J］．山東農業科學，2004(6):56-57．

［7］彭方毅，姜海蓉，陳遠翔，等．吡蟲啉的酶聯免疫吸附分析方法研究［J］．分析化學，2010，38(12):1737-1741．

［8］李容，蔣曉麗，池永明，等．吡蟲啉在聚L-酪氨酸修飾電極上的電化學行為及其測定［J］．分析測試學報，2010，29(5):502-506．

［9］李廣領，姜金慶，王自良，等．氣相色譜法檢測卷心菜中啶蟲脒和吡蟲啉殘留［J］．西北農業學報，2010，19(9):71-74．

［10］趙潔，何強，孔祥虹，等．固相萃取-高效液相色譜法測定枸杞子中吡蟲啉殘留量［J］．西安理工大學學報，2009，25(2):235-237．

［11］努內斯 S P，派內曼 K V，馬潤宇，等．化學工業中的膜技術［M］．北京:化學工業出版社，2005:16．