【求助】用固相微萃取做样品前处理

固相微萃取-气相色谱法测定水中的 五种有机磷农药

田明

（昆明市自来水公司水质检测中心，昆明650051）
　
　 　　摘要：本文研究了水中痕量的敌百虫、敌敌畏、乐果、甲基对硫磷、对硫磷五种有机磷农药的固相微萃取方法，和液液萃取法进行了比较，结果表明固相微萃取法简便、快捷、无任何污染。
　　关键词： 固相微萃取（SPME）、气相色谱、有机磷农药、水

1、引言

　　SPME法是20世纪90年代发展的一种集萃取、浓缩、进样于一体的样品前处理新方法。其基本原理是采用熔融石英光导纤维或其它材料为支持物，在其表面涂渍聚丙烯酸酯等固相涂层材料。当它浸于样品中或放置于样品的顶空时，样品中的有机物通过扩散原理被吸附在SPME纤维头上，当吸附达到平衡后，将石英纤维插入到气相色谱仪的进样口处。然后通过加热将吸附在纤维头上的被测组分解吸，随着载气流入色谱柱进行分离及测定。当水样的体积远大于固定液的体积时，达到平衡时，在纤维上的固定液所吸附的量同待测物在水中的初始浓度成正比，从而可进行待测物的定量分析[1]。

　　五种有机磷农药敌百虫、敌敌畏、乐果、甲基对硫磷、对硫磷是水环境的重要的检测项目[2]。本文采用固相微萃取方法处理这五种有机磷农药能克服液液萃取法（LLE）[2]。等常规处理方法的烦琐，特别是避免了使用大量有害于人体健康，危害环境的高纯溶剂（如氯仿、苯等）[3-5] ，固相微萃取的前处理方法也以其携带方便、无溶剂、简便而又快速的分析有机物的特点，被誉为是21世纪分析方法的研究方向[6]，已被广泛用于多种环境样品，尤其是水样中痕量有机物的分析。

2、实验部分

2.1 仪器和主要化学试剂 GC-14A日本岛津气相色谱仪，配FPD检测器，磷滤光片（525 nm）。SPME手柄（美国Supolco公司）配85 mm聚丙烯酸酯纤维头（cat.NO.5-7304）。美国CORNING电磁加热搅拌装置PC-420。五种有机磷农药由国家标准物质中心提供，敌百虫浓度为 2.0 mg/mL、敌敌畏浓度为 1.0mg/mL、乐果浓度为1.1 mg/mL、甲基对硫磷浓度为1.04 mg/mL、对硫磷浓度为1.0 mg/mL。NaCI（分析纯）。

2.2 色谱条件 毛细管柱为CBP10-M25-025（岛津公司）。柱温起始80 ℃，保持1 min，然后以每分钟10 ℃的速度升至230 ℃、保持9 min，分流进样，分流比为25 : 1，载气用氮气，流速为2.4 mL/min。氢气流速60 mL/min。空气速度60 mL/min空气流速，气化室温度250 ℃，检测器温度300 ℃。固相微萃取条件；用纯水配制试验所需浓度的五种有机磷农药混合标准溶液，取15 mL进行萃取试验。

2.3 分析步骤 在盛15 mL水样的密封样品瓶中加入磁转子，盖上瓶盖。样品瓶放在恒温加热搅拌器上，将SPME的刺膜针穿透样品瓶胶塞，压下活塞使纤维头伸出不锈钢保护针管后暴露在水中。在室温不断搅拌下，吸咐50 min后，将纤维头缩回针管后拔出针头，迅速将针管插入气相色谱的气化室，并推出纤维，利用气化室的高温热解析目标待测物3 min后，将纤维缩回针管后拔出。

3、实验结果与讨论

3.1 五种有机磷农药的SPME谱图 出峰次序：1、敌百虫（浓度为0.4 mg/L），2、敌敌畏（浓度为0.1 mg/L），3、乐果（浓度为0.22 mg/L）4、甲基对硫磷（浓度为0.2 mg/L），5、对硫磷（浓度为0.2 mg/L）



图1：五种有机磷农药的SPME-GC谱图

3.2 离子强度的影响

　　本试验进行了在体系中加入5 %、10 %、15 %、20 %、25 %和不加入氯化钠时对吸附情况的影响，结果见图4。从图4中可以看出随着氯化钠浓度增加，水中离子强度增大，能降低有机磷农药在水中的溶解度，有利于提高分析的灵敏度和降低方法的检出限。



图2：加入氯化钠对SPME吸附水样中待测物的影响情况

3.3 重复性

　　本文对五种有机磷农药使用SPME法和液液萃取法（LLE）在相同浓度进行了比较试验，

　　结果见表2。（SPME条件为：在室温，不断搅拌条件下，直接萃取50 min，纤维探针在250 ℃下，脱附3 min。液液萃取法按照国标13192-91中有机磷农药的测定-气相色谱法。）（五种有机磷农药浓度：敌百虫为1.0 mg/L、敌敌畏为0.2 mg/L、乐果为0.5 mg/L、甲基对硫磷为0.4 mg/L、对硫磷为0.4 mg/L）

表2：五种有机磷农药使用SPME法和液液萃取法（LLE）比较

目标物 方法 试验次数 平均值 SPME /LLE RSD%
1 2 3 4 5
敌百虫 SPME
LLE 14023
3200 13887
3615 13509
3901 13623
3491 13102
3989 13628
3639 3.7 2.6
8.7
敌敌畏 SPME
LLE 29899
14488 29100
13671 28910
13026 28734
14723 31795
13289 29687
13839 2.1 4.2
5.3
乐果 SPME
LLE 5500 2328 5606
2498 5478
2714 5117
2623 5327
2260 5405
2484 2.2 3.5
7.7
甲基对硫磷 SPME
LLE 4989
1703 4900
1801 4867
1632
4496
1699
5100
1525 4870
1672 2.9 4.6
6.1
对硫磷 SPME
LLE 6683 2491 6700 2696 6899 278 6413 2998 7215 2599 6782
2713 2.5 4.4
7.1

　　在表2的结果中从两个方法的峰面积之比来看，SPME法是LLE法的2.1-3.8倍，说明SPME法的灵敏度高于LLE法。从五次分析峰面积的RSD %来看，SPME法在2.9-4.4之间，而LLE法在5.4-8.7之间，SPME法的精密度要优于LLE法。

3.5 SPME法线性范围及检出限的考察

　　本文考察了五种有机磷农药在下列浓度范围的线性情况及相关系数，结果见表3。

表3：五种有机磷农药的相关系数及检出限

目标物 线性范围（mg/L） 相关系数（r） 检出限（mg/L）
敌百虫 0.4-2.0 0.9981 0.40
敌敌畏 0.2-2.0 0.9995 0.26
乐果 0.44-2.0 0.9931 0.67
甲基对硫磷 0.2-2.0 0.9976 0.30
对硫磷 0.2-2.0 0.9991 0.20

　　在表3中五种有机磷农药用固相萃取方法，在考察的线性范围具有较好的相关系数，其值在0.9931-0.9991之间。完全能满足痕量分析的要求。

4、结论

　　从以上数据可以看出，五种有机磷农药用固相微萃取方法的精密度在2.9-4.4 %之间，比液液萃取法有较好的精密度，固相微萃取方法的峰面积响应值是液液萃取法的2.1-3.8倍，比液液萃取法有更高的灵敏度，固相微萃取方法并具有较好的相关系数和较低的检出限，能用于水中五种有机磷农药的检测。固相微萃取方法集富集、浓缩于一体，简便、快捷，更主要的是避免了再使用有害环境的有机溶剂，具有环保的特点，21世纪是环保的世纪，固相萃微取法将具有巨大的研究、开发和运用的潜力。