固相萃取—高效液相色譜法測(cè)定地表水飲源中的阿特拉津

劉 青

（河南省鄭州生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，河南 鄭州 450000）

0 引言

阿特拉津又名莠去津、園去津等，化學(xué)名稱為2-氯-4-乙胺基-6-異丙氨基-1，3，5-三氮苯，分子式為C8H14ClN5，分子量為215.69，是世界范圍內(nèi)最常見(jiàn)的除草劑之一［1］，其具有一定的毒理性、水溶性、土壤淋溶性，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，容易轉(zhuǎn)移到水環(huán)境中并長(zhǎng)期存在，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和飲用水源構(gòu)成嚴(yán)重威脅。近幾年，多個(gè)國(guó)家的地表水和地下水都已檢測(cè)出含有阿特拉津，并有研究證明阿特拉津?qū)?dòng)物的生殖功能產(chǎn)生影響，可能產(chǎn)生變性反應(yīng)［2］，被聯(lián)合國(guó)列為27種具有持久性有毒化學(xué)污染物之一［3］。

目前，地表水飲源中阿特拉津的富集方法有液液萃取法、固相萃取法［4］；測(cè)定方法有氣相色譜質(zhì)譜法、液相色譜質(zhì)譜法、液相色譜法等。《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法第9 部分：農(nóng)藥指標(biāo)》（GB/T 5750.9—2023）和《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》［5］中對(duì)地表水阿特拉津的萃取均采用液液萃取法，但其所需的有機(jī)溶劑較多，易對(duì)實(shí)驗(yàn)員健康造成危害，同時(shí)氣相色譜質(zhì)譜法和液相色譜質(zhì)譜法的儀器配置費(fèi)用較高。因此，本研究采用C18固相萃取柱對(duì)地表水飲源中阿特拉津進(jìn)行富集，之后用二氯甲烷進(jìn)行洗脫，再用氮吹濃縮法對(duì)萃取液進(jìn)行濃縮定容，最后通過(guò)高效液相色譜紫外檢測(cè)法進(jìn)行檢測(cè)，該方法檢出限低（0.06μg/L），精密度（2.1%）和準(zhǔn)確度良好（樣品加標(biāo)回收率為97.5%～101%），同時(shí)該方法優(yōu)化了樣品的前處理過(guò)程，節(jié)省了試劑、時(shí)間和人力成本，適用于檢測(cè)地表水飲源中阿特拉津。

1 固相萃取法和高效液相色譜法

1.1 固相萃取法

固相萃取法是近年發(fā)展起來(lái)的一種樣品前處理技術(shù)，由液固萃取和柱液相色譜技術(shù)相結(jié)合發(fā)展而來(lái)，對(duì)樣品進(jìn)行分離、純化與富集［6］。其主要目的是減少樣品基質(zhì)干擾，提高檢測(cè)靈敏度。固相萃取利用選擇性吸附和選擇性洗脫的液相色譜分離原理，其方法是將液體樣品通過(guò)裝有吸附劑的固相萃取小柱，保留被檢測(cè)部分，選用合適的溶劑進(jìn)行沖洗雜質(zhì)，再用少量溶劑快速洗脫，最終達(dá)到快速分離凈化和濃縮的目的［7］。與傳統(tǒng)的液液萃取法相比，固相萃取法有以下優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，節(jié)省人力；大體積進(jìn)樣，檢測(cè)靈敏度高；萃取速度快，節(jié)省有機(jī)溶劑。目前，固相萃取法的應(yīng)用范圍較廣，在環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品安全和藥物分析等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面，通過(guò)固相萃取技術(shù)可對(duì)水體中的有機(jī)污染物進(jìn)行富集和分離，如阿特拉津、多氯聯(lián)苯和苯胺類化合物等。在食品安全方面，通過(guò)固相萃取技術(shù)可對(duì)食品中的農(nóng)藥殘留、獸藥殘留和重金屬等有害物質(zhì)進(jìn)行富集和分離。在藥物生產(chǎn)方面，通過(guò)固相萃取技術(shù)可對(duì)生物樣品中藥物及其代謝物進(jìn)行富集和分離。

1.2 高效液相色譜法

高效液相色譜法（HPLC）又稱高壓液相色譜，是一種區(qū)別于經(jīng)典液相色譜、基于儀器方法的高效能分離手段。高效液相色譜是色譜法的一個(gè)重要分支，從20 世紀(jì)70 年代開始廣泛應(yīng)用，它使用高壓輸液泵將具有不同極性的單一溶劑或不同比例的混合溶劑、緩沖液等流動(dòng)相泵入裝有固定相的色譜柱，由流動(dòng)相帶入柱內(nèi)，在柱內(nèi)各成分被分離之后，按設(shè)定順序進(jìn)入檢測(cè)器，由記錄儀記錄色譜信號(hào)。與其他檢測(cè)方法相比，高效液相色譜法分析速度快、分離效能高、靈敏度高，因此廣泛應(yīng)用于環(huán)境、醫(yī)藥、食品等行業(yè)。在環(huán)境領(lǐng)域，高效液相色譜法適用于低揮發(fā)性、分子量大、熱穩(wěn)定性差的有機(jī)污染物的分離和分析［8］。在醫(yī)藥領(lǐng)域，高效液相色譜法多用于分離分析藥物的組分含量、分析藥物在人體內(nèi)的殘量和在藥物生產(chǎn)中進(jìn)行中間控制。在食品領(lǐng)域，高效液相色譜法主要對(duì)食品中的碳水化合物、維生素、蛋白質(zhì)、氨基酸、添加劑、激素、霉菌毒素、農(nóng)藥殘留、獸藥殘留、無(wú)機(jī)成分等進(jìn)行分析，保障食品安全。

2 試驗(yàn)部分

2.1 試劑

甲醇（CH3OH）（液相色譜純）；二氯甲烷（CH2Cl2）（液相色譜純）；阿特拉津標(biāo)準(zhǔn)貯備液（濃度為100μg/mL）；超純水。

2.2 儀器設(shè)備

高效液相色譜儀（Thermo U3000，二極管陣列（DAD）檢測(cè)器）；固相萃取儀（American Dionex，Auto-Trace280）；C18固相萃取小柱（American Dionex，SolEx C18 500 mg/6 mL）；氮吹濃縮儀（中國(guó)天津，MTN-2800）；超純水機(jī)（Ultra Elga）。

2.3 色譜條件

Thermo ODS C18柱（250 mm×4.6 mm，5 μm），柱溫30 ℃；流動(dòng)相為V（甲醇）∶V（水）=60∶40（體積比），流速為0.8 mL/min；進(jìn)樣量為10μL；波長(zhǎng)為225 nm。

2.4 樣品采集及保存

樣品采集在棕色玻璃容器中，水樣充滿樣品瓶并加蓋密封，置于4 ℃冰箱內(nèi)避光保存，采樣后7 天內(nèi)對(duì)樣品進(jìn)行萃取。

2.5 樣品的前處理

將C18固相萃取小柱安裝在自動(dòng)固相萃取儀后，先用10 mL二氯甲烷預(yù)洗C18柱，使溶劑流凈，然后分別用10 mL 甲醇和10 mL 純水活化小柱。之后取100 mL 水樣注入C18柱進(jìn)行富集，流速為5 mL/min，富集完畢后用15 mL 二氯甲烷進(jìn)行洗脫，用氮吹儀氮吹濃縮至近干，再用甲醇定容至1 mL，最后用高效液相色譜法測(cè)定。

3 結(jié)果與討論

3.1 阿特拉津的標(biāo)準(zhǔn)色譜圖

按2.3 節(jié)的色譜條件，準(zhǔn)確吸取10μL 標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，進(jìn)樣分析，阿特拉津的標(biāo)準(zhǔn)色譜如圖1所示。

圖1 阿特拉津的標(biāo)準(zhǔn)色譜

由圖1 可知，在2.3 節(jié)的色譜條件下，阿特拉津的保留時(shí)間為14.213 min。

3.2 校準(zhǔn)曲線的繪制

取一定量阿特拉津標(biāo)準(zhǔn)溶液于甲醇中，配制阿特拉津質(zhì)量濃度為0.02 mg/L、0.05 mg/L、0.10 mg/L、0.50 mg/L、1.00 mg/L 的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，貯存在棕色小瓶中，于冷暗處存放。采用2.3 節(jié)的色譜條件進(jìn)樣分析，以阿特拉津標(biāo)準(zhǔn)使用溶液的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)（X軸），以相對(duì)應(yīng)的峰面積為縱坐標(biāo)（Y軸），阿特拉津的測(cè)定結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)表1 和圖2。

圖2 阿特拉津標(biāo)準(zhǔn)曲線

表1 阿特拉津標(biāo)準(zhǔn)曲線測(cè)定結(jié)果

通過(guò)分析表1和圖2可知，阿特拉津標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性范圍在0.02～1.0 mg/L 時(shí)，斜率為1.518 7，截距為-0.010 6，相關(guān)系數(shù)為0.999 9，高于《水質(zhì)阿特拉津的測(cè)定高效液相色譜法》（HJ 587—2010）要求的0.999，說(shuō)明阿特拉津標(biāo)準(zhǔn)溶液點(diǎn)線性相關(guān)性較好，符合試驗(yàn)要求。

3.3 方法的檢出限

根據(jù)國(guó)家生態(tài)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)《環(huán)境監(jiān)測(cè)分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 168—2020）附錄A.1 中方法檢出限的確定方法，空白試驗(yàn)中未檢出目標(biāo)物質(zhì)，按照樣品分析的全部步驟，對(duì)濃度值或含量為估計(jì)方法檢出限值3～5 倍的樣品進(jìn)行n（n≥7）次平行測(cè)定。本次試驗(yàn)配制質(zhì)量濃度為0.30 μg/L 的樣品進(jìn)行7 次平行測(cè)定，計(jì)算其方法檢出限。按照2.5 節(jié)進(jìn)行樣品前處理后，采用DAD 檢測(cè)器檢測(cè)，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 阿特拉津方法檢出限、測(cè)定下限數(shù)據(jù)

通過(guò)分析表2可知，當(dāng)樣品取樣量為100 mL時(shí)，用公式MDL=3.143×SD 計(jì)算出其方法檢出限為0.06μg/L，測(cè)定下限為0.24μg/L，低于《水質(zhì)阿特拉津的測(cè)定高效液相色譜法》（HJ 587—2010）要求的檢出限0.08μg/L，測(cè)定下限為0.32μg/L。檢出限和測(cè)定下限比標(biāo)準(zhǔn)要求的更低，說(shuō)明該方法靈敏度高，適宜進(jìn)行試驗(yàn)。

3.4 方法精密度

按2.3 節(jié)色譜條件，將0.5 mg/L 的阿特拉津標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行7 次平行測(cè)定，計(jì)算其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 阿特拉津標(biāo)準(zhǔn)溶液精密度檢測(cè)

通過(guò)分析表3 可知，用固相萃取—高效液相色譜法檢測(cè)水中阿特拉津的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.1%，說(shuō)明該方法精密度良好。

3.5 方法準(zhǔn)確度

取7 份地表水飲源水樣，測(cè)定水樣中阿特拉津的含量并計(jì)算加標(biāo)回收率，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 阿特拉津加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果

由表4 可知，地表水飲源水樣中未檢出阿特拉津，水樣的加標(biāo)回收率為97.5%～101%，說(shuō)明該方法準(zhǔn)確度較高，滿足分析檢測(cè)要求，適合檢測(cè)地表水飲源中阿特拉津。

4 結(jié)語(yǔ)

本研究采用固相萃取—高效液相色譜法測(cè)定地表水飲源中的阿特拉津，方法檢出限為0.06μg/L，精密度為2.1%，線性范圍為0.02～1.0 mg/L，樣品加標(biāo)回收率在97.5%～101%之間。該方法檢出限低，精密度和準(zhǔn)確度良好。同時(shí)該方法優(yōu)化了樣品的前處理方法，節(jié)省了試劑、時(shí)間和人力成本，適用于檢測(cè)地表水飲源中阿特拉津。