HLB固相萃取技術HPLC法測定地表水中9種酚類化合物

王嘉琦 曹英華 朱琳娜 馬立利 魏 煒

(北京市理化分析測試中心,北京 100089)

近年來，社會的發展，帶來諸多優勢的同時，也帶來諸多危害，尤其是水資源污染問題[1，2]，嚴重影響了人們的身體健康。酚類化合物是環境水中主要污染物之一[3，4]，主要來源于染料、農藥、石油化工等企業所排放的廢水[5，6]，對人類健康和生態環境具有很大的潛在危害，是環境檢測的重要指標[7]。因此，研究水中酚類化合物的測定方法，監測和控制其含量，有著重要的意義[8，9]。

國內外測定酚類化合物的方法很多[10]。目前，檢測水中酚較為常見的有蒸餾法、固相萃取法、液-液萃取法[11]、固相微萃取等預處理方法和4-氨基安替比林法[12，13]、氣相色譜法[14]、高效液相色譜法等測定方法[15]。高效液相色譜技術分離效能高、選擇性強、檢測靈敏、分析速度快，被廣泛應用于環境領域。然而傳統固相萃取方法對水體中待測物質的富集往往需要大量的水體樣品，過濾和富集過程需要較多的時間，富集能力凈化效果不高。因此本文選用PRiME HLB固相萃取柱-高效液相色譜法分析測定水體中酚類化合物，減少了水體富集的樣品體積，基質效應更低，并且無需吸附劑活化和平衡，縮短了實驗室的分析時間，提高了分析效率，適用于水體中9種酚類化合物的檢測。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

Waters e2695高效液相色譜儀配PDA二極管陣列檢測器(美國Waters公司)；Agilent ZORBAX SB-C18色譜柱(美國Agilent公司)；Waters Oasis PRiME HLB固相萃取住6cc(美國Waters公司)。乙腈、乙酸 (色譜級，美國Fisher Scientific公司)；2%乙酸水溶液(2∶98 V/V)：量取490mL一級水，加入10ml乙酸后混勻；鹽酸6mol/L (分析純，南京化學試劑股份有限公司)； 酚類化合物標準品9種 純度95%以上 (天津阿爾塔科技有限公司)；無水亞硫酸鈉 (分析純，國藥集團化學試劑有限公司)。

1.2 標準溶液的配制

分別準確稱取苯酚、對硝基酚、4-氯間酚、鄰氯酚、鄰硝基酚、2，4-二甲酚、2，4-二氯酚、2，4，6-三氯酚和五氯酚標準品10mg溶解于甲醇中，得混合標準儲備液1.0mg/mL。

1.3 樣品預處理

取待測水樣500mL，加入少許無水亞硫酸鈉去除余氯。使用溶劑過濾器選取0.45μm微孔濾膜對水樣進行過濾。用6mol/L鹽酸調節水樣PH值至3.0。將全部水樣轉移至Oasis PRiME HLB固相萃取住，保持流速5mL/min，待柱子近干涸時加入5mL甲醇，將柱子加壓使液體排干，收集上述全部流出液。將流出液45°C左右氮氣吹至近干，用甲醇定容至1.0mL，經0.22μm微孔濾膜過濾，待HPLC測定。

1.4 色譜條件

Agilent ZORBAX SB-C18 4.6x250mm色譜柱，柱溫：30°C；流動相：乙腈A+含2%乙酸的水溶液B；梯度：0～5min，40%A+60%B；5～10min，60%A+40%B；10～15min，60%A+40%B；15～20min，80%A+20%B；20～25min，40%A+60%B；流速：0.8mL/min；進樣量：10μL；PDA波長：280nm。

9種酚類化合物保留時間見圖1。

圖1 9種酚類化合物色譜圖

2 結果與討論

2.1 預處理方法的選擇

考慮水中可能存在的余氯，對SPE柱吸附水中酚類化合物產生干擾，所以選用無水亞硫酸鈉進行余氯的去除。酚類化合物屬于弱酸性物質，酸性環境下酚類化合物在水中的溶解度降低，采用反相色譜法分離弱酸(3≤pKa≤7)時，通過調節流動相的pH值，以抑制樣品組分的解離，增加組分在固定相上的保留，并改善峰形。因為對于弱酸，流動相的pH值越小，組分的k值越大，當pH值遠遠小于弱酸的pKa值時，弱酸主要以分子形式存在。所以分析酚類等弱酸樣品時，通常在流動相中加入少量弱酸。另外色譜柱都有一定的耐受范圍，在流動相的配制過程和使用過程中不能超過色譜柱的耐受范圍，否則會損害色譜柱。ZORBAX SB-C18色譜柱的使用pH范圍為2.0～11.5，考慮到對色譜柱的保護以及對峰形的影響，因此用鹽酸調節pH值為3.0。

2.2 固相萃取柱的選擇

本實驗嘗試采用SPE固相萃取柱對水樣進行凈化和富集處理，依次選用以下幾種型號固相萃取柱進行實驗比較：Bond Elut PPL、Bond Elut Plexa、Oasis PRiME HLB、Oasis MCX。經過實驗比較發現，Oasis HLB柱具有更好的水浸潤和保留特性，對酸性化合物的選擇性更強，并且無需活化，精簡了吸附劑的平衡步驟，對樣品有出色凈化能力。而MCX柱更適合酸性強的化合物，對弱酸性化合物吸附能力較弱。Bond Elut Plexa柱適用于非極性化合物，酚類化合物一般極性較強，不適用于此柱。Bond Elut PPL柱適用于強極性物質，苯酚極性較弱，對9種酚類化合物的適用性不如HLB柱廣泛。Oasis PRiME HLB柱富集和凈化能力出色，以往的固相萃取柱往往需要1L左右的水樣過濾富集，耗費大量時間的人力，而HLB柱選擇性更強，6cc規格承載量大，因此最終選用Oasis PRiME HLB作為凈化萃取柱。

3 方法學驗證

3.1 檢出限

本實驗以濃度為橫坐標，各目標物的峰面積為縱坐標繪制標準曲線。以保留時間定性，外標法定量。按照目標物峰面積信噪比(S/N)等于3時計算，9種酚類化合物的檢出限分別為： 0.01μg/mL(苯酚、五氯酚)，0.005μg/mL(對硝基酚、4-氯間酚、鄰氯酚、鄰硝基酚、2，4-二甲酚、2，4-二氯酚、2，4，6-三氯酚)。

3.2 回收率和精密度

向實際空白水樣進行添加回收實驗，9種目標物的回收率和精密度結果見表1。

表1 方法學驗證指標

3.3 標準曲線和線性方程

本實驗以質量濃度為橫坐標，各目標物的峰面積為縱坐標繪制標準曲線。以保留時間定性，外標法定量。9種酚類化合物的線性方程見表2，通過下面的計算結果可以發現，各酚類化合物的相關系數 r 均滿足0.999 以上，線性系數良好。

表2 9種酚類化合物線性方程及相關系數

4 結語

本實驗建立了高效液相色譜法同時測定水質中酚類化合物的分析方法，包含了苯酚、對硝基酚、4-氯間酚、鄰氯酚、鄰硝基酚、2，4-二甲酚、2，4-二氯酚、2，4，6-三氯酚和五氯酚9種物質。目前國家標準方法對酚類化合物的檢測是氣相色譜法，本實驗通過液相色譜法測定，為實驗室提供更多的選擇和思路。相較氣相色譜法檢出限更低，擁有更高的靈敏度；而相比一般高效液相色譜檢測方法，需要富集的水樣量較低，凈化效率更高，Oasis PRiME HLB柱的使用簡化了預處理步驟，縮減了預處理時間。此外鄰氯酚和鄰硝基酚由于結構相似色譜峰難以分離，本試驗通過優化實驗條件解決了此問題，9種酚類化合物的技術指標和分離效果良好，本方法適用于水質中酚類化合物的測定。