分散液液微萃取與超高效液相色譜-串聯質譜聯用測定土壤和沉積物中三丁基錫

胡文凌，龐 明，余衛娟，翟云云，陳利群，江勝良，蔣 瑋

1.嘉興市環境保護監測站，浙江 嘉興 314000 2.嘉興學院生物與化學工程學院，浙江 嘉興 314000

三丁基錫是目前已知的內分泌干擾物質之一，可干擾哺乳動物的內分泌，導致生育力下降、胚胎畸形、生長發育遲緩，也可使動物性成熟和繁殖推遲，引起動物性畸變[1]。由于三丁基錫具有防腐、殺菌、防霉等作用，主要應用于木材防腐和船舶油漆等，并可通過各種途徑進入到環境中，在土壤和沉積物中均有檢出[2-3]。

目前三丁基錫的分析檢測主要采用色譜分離技術與高靈敏的檢測器聯用，包括氣相色譜火焰光度法[4]、氣相色譜質譜聯用法[5]、氣相色譜-微波誘導等離子體發射光譜法[6]、液相色譜熒光法[7]、液相色譜-電感耦合等離子體質譜法[8]和液相色譜質譜聯用法[9]等。采用氣相色譜法進行分離時需要衍生化處理，操作煩瑣費時，而液相色譜法則無需衍生化步驟，具有操作簡單、分析速度快等優點。

三丁基錫因在土壤和沉積物中的濃度較低，需要采用適合的樣品前處理技術進行濃縮富集。分散液液微萃取(DLLME)是Rezaee 等[10]于2006 年建立的一種環境友好型的前處理技術，該技術集萃取和濃縮于一體，具有溶劑用量少，操作簡單、快速、成本低和富集效率高等優點，結合各種分離檢測技術已被應用于環境[11-12]、食品[13]和生物[14]等領域。

該文采用分散液液微萃取法與超高效液相色譜-串聯質譜聯用，建立了土壤和沉積物中三丁基錫測定的新方法。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

超高效液相色譜-串聯質譜(ACQUITY UPLC-TQD，美國)；2 mL 進樣瓶，內置帶聚合物支腳的250 μL 錐形玻璃內插管；KQ 2200DE 型數控超聲波清洗儀。

甲醇、甲酸、氯苯和四氯乙烯為色譜純；氯仿和四氯化碳為分析純；三丁基氯化錫標準品(96.5%，德國)；三丁基錫的標準儲備液：準確稱取適量三丁基氯化錫，用甲醇稀釋，配制成1 000 mg/ L(以錫計)的儲備液。

實驗室用水均為CascadaTMAN 超純水儀所制超純水。

1.2 實驗方法

1.2.1 色譜條件

色譜柱為BEH C18柱(50 mm × 2.1 mm，1.7 μm，美國)，柱溫30 ℃。流動相：A相為0.1% 甲酸水溶液，B相為甲醇。梯度洗脫程序：0 ～ 1 min，5% B；1～2 min，5%～100% B；2～3 min，100% B；3～4 min，5%～100% B；4 ～ 6 min，5% B。流速0.3 mL/min，進樣量5 μL。

1.2.2 MS/MS 質譜條件

電噴霧離子源，正離子電離(ESI+)，多反應監測(MRM)，毛細管電壓3.75 kV；離子源溫度120 ℃；脫溶劑氣溫度350 ℃；脫溶劑氣流量650 L/h；錐孔氣流量50 L/h；錐孔電壓30 V；定量和定性離子對(碰撞能量)分別為m/z291.4 > 235.2(10 V)和291.4 > 179.2(18 V)。

1.2.3 分散液液微萃取萃取步驟

將土壤和沉積物樣品中的樹葉、樹枝或石子等異物去除，稱取約20.0 g(準確至0.1mg)樣品于具塞錐瓶中，加入丙酮-水(體積比1∶5)混合溶液100 mL，以100 W的超聲功率超聲提取30 min，靜置后將上層清液經0.45 μm 濾膜抽濾，移取5.00 mL 濾液于具塞錐形離心管中，加入0.15 g NaCl，溶解后，緩慢加入一定體積的萃取溶劑和分散劑的混合溶液，搖勻，形成一個乳濁液體系，致使溶液變混濁，以4 000 r/min 離心5 min，分散在水相中的萃取溶劑通過離心后沉積到試管底部，用微量注射器將沉淀在管底的沉積相吸出，并轉移到帶內插管的樣品瓶中，于UPLC-MS/MS 自動進樣測定。

1.2.4 標準樣品配制

除去土壤樣品中的異物，風干后過0.15 mm孔徑篩。將過篩的土樣分別用甲醇和丙酮超聲洗滌30 min，再用超純水超聲洗滌后離心，干燥后碾碎，制成土壤空白基體。稱取土壤空白基體20.0 g樣品，加入三丁基錫標液后得到5.00 μg/kg(以錫計)的標準土壤樣品，用于分散液液微萃取的條件優化。

2 結果與討論

影響分散液液微萃取性能和效率的因素很多，其中主要包括萃取劑的種類和體積、分散劑的種類和體積、萃取時間和鹽效應。優化這些實驗參數是獲得良好萃取回收率和高富集倍數的關鍵。該文考察了這些參數的影響，采用萃取后沉積相中三丁基錫在儀器上的響應值，即色譜峰面積來評價各實驗參數，優化和選擇了最佳的實驗條件。

2.1 萃取劑的種類

分散液液微萃取的萃取溶劑是影響萃取效率的重要因素，實驗考察了氯仿、四氯化碳、四氯乙烯和氯苯4 種萃取溶劑的萃取效果。為了消除沉積相體積不同對萃取結果的影響，采用0.50 mL 丙酮含不同體積的萃取劑作為萃取混合相以獲得(18.0 ± 0.5)μL的沉積相體積，萃取劑體積分別為氯仿40.0 μL、四氯化碳37.0 μL、四氯乙烯32.0 μL 和氯苯30.0 μL。實驗發現，以氯苯作為萃取溶劑時，沉積相中的三丁基錫的響應值最大，萃取效率最佳，因此選擇氯苯作為萃取劑。

2.2 萃取劑的體積

為了考察萃取劑體積對萃取效率的影響，在分散劑丙酮體積均為0.50 mL 的條件下，加入25.0 ～ 40.0 μL 氯苯，實驗結果見圖1。當氯苯體積為25.0 ～ 30.0 μL 時，隨著氯苯體積的增加，沉積相中三丁基錫的響應值變化不大；但氯苯體積小于30.0 μL 時，方法的精密度較差；當氯苯體積大于30.0 μL 時，由于稀釋效應，沉積相中三丁基錫的響應值逐漸降低，從而會導致富集倍數下降。因此，選擇萃取劑的體積為30.0 μL。

2.3 分散劑的種類

分散劑的選擇應考慮萃取溶劑在分散劑中具有良好的溶解性，同時分散劑還要能與水互溶，以使萃取溶劑在水相中能分散成細小的液滴，增大其與待測物的接觸面積，從而提高萃取效率。實驗選擇丙酮、乙腈和甲醇作分散劑，考察不同分散劑對三丁基錫萃取效率的影響。實驗結果表明，丙酮、甲醇和乙腈作分散劑時，沉積相中三丁基錫的濃度變化不大，即所選的3種分散劑對三丁基錫的萃取效率影響不大，考慮到丙酮的毒性小且成本低，選擇丙酮為分散劑。

圖1 氯苯體積對萃取效率的影響

2.4 分散劑的體積

分散劑的體積會影響萃取劑在水中的分散程度，從而影響萃取效率，體積過小，萃取劑不能均勻地分散在水相中，無法形成良好的乳濁液體系，而分散劑體積過大，會增加待測物在水中的溶解度。實驗考察了分散劑丙酮體積對萃取效率的影響，分別以含有26.0、28.0、30.0、32.0、33.0、35.0、39.0 、43.0 μL 氯苯的0.20、0.35、0.50、0.65、0.80、1.00、1.50、2.00 mL 丙酮作為分散體系，以使沉積相體積保持為(18.0 ± 0.5)μL，實驗結果見圖2。當丙酮體積為0.50 mL 時，三丁基錫的響應值達到最大，此后隨著丙酮體積的增加，三丁基錫的響應值逐漸降低。該法選擇分散劑丙酮體積為0.50 mL。

圖2 丙酮體積對萃取效率的影響

2.5 萃取時間

考察了萃取時間為0 ～ 30 min 時的萃取效率。實驗結果表明，萃取時間對萃取效率的影響不大，主要是因為萃取劑以極細微的液滴形態分散于水溶液中，萃取劑和水相的接觸面積非常大，三丁基錫能夠快速地從水相轉移到有機相中并達到萃取平衡，這正是分散液液微萃取所具備的最大的一個優點。

2.6 鹽效應

水溶液中鹽的加入會使待測物在水相中的溶解度降低，從而提高萃取效率，但由于鹽濃度的增加也使得有機萃取劑在水相中的溶解度減小，沉積相體積增大，方法的富集倍數會降低。實驗通過在水相中加入NaCl(0～10%)的方法考察了鹽含量對萃取效率的影響。實驗結果表明，當加入的NaCl質量分數為0～3%時，沉積相中三丁基錫的響應值沒有明顯變化，當NaCl質量分數大于3%時，三丁基錫的響應值稍有下降，富集倍數降低。故選擇加入3%的NaCl。

2.7 方法的線性范圍、檢出限和富集倍數

在優化的實驗條件下，對三丁基錫標準系列進行測定，方法在0.5 ～ 50 μg/kg范圍內線性關系良好，相關性系數為0.999 0，方法檢出限(3倍信噪比)為0.1 μg/kg，標樣色譜圖見圖3。

圖3 標樣色譜圖

2.8 樣品分析

實際樣品取菜地土壤和嘉興市某河道沉積物，同時向土壤和沉積物樣品中加入一定量標準溶液進行加標回收實驗，平行測定6 次，計算加標回收率和相對標準偏差，結果見表1。

表1 實際樣品的分析結果(n=6)

3 結論

建立了分散液液微萃取和超高效液相色譜-串聯質譜聯用測定土壤和沉積物中三丁基錫的方法，并通過實驗確定了分散液液微萃取的最佳條件：30.0 μL 氯苯為萃取溶劑，0.50 mL 丙酮為分散劑，NaCl質量分數為3%。該方法具有線性范圍寬、檢出限低、重現性好、操作簡便及樣品處理耗時短等優點，應用于實際樣品分析，加標回收率為83.1%～104%，精密度(n=6)為5.6%～ 8.5%，可以滿足土壤和沉積物中三丁基錫的分析要求。

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