酸十四烷基酯

摘 要：建立固相萃取-气相色谱- 质谱联用(solid phase extraction with gas chromatography-mass spectrometry，SPE-GC-MS)法测定植物油中2-十二烷基环丁酮和2-十四烷基环丁酮。对影响分析物萃取效率的诸因素如洗脱溶剂等进行详细考察和优化。最佳萃取条件为0.5 g样品与5 mL乙腈混匀，经ProElut Silica （500 mg/3mL）固相萃取柱净化后，以GC-MS 进行测定，该方法对2-十二烷基环丁酮和2-十四烷基环丁酮的检出限为10μg/kg，线性范围为0.01～0.5μg/mL，线性相关系数分别为0.99938和0.99977，相对标准偏差(relative standard deviation，RSD)(n=3)小于6%。该方法成功应用于植物油中2-十二烷基环丁酮和2-十四烷基环丁酮的分析，加标回收的回收率为78%～91%。关键词：固相萃取；气相色谱-质谱；2-十二烷基环丁酮；2-十四烷基环丁酮；植物油 食品辐照作为对物质或食品进行加工处理的新型保藏技术，在国际上已逐渐被认可，但是在商业化应用、国际贸易以及辐照食品的市场监管方面，迫切需要有辐照食品鉴定检测方法。 经辐照后，在含脂食品中会产生特异性辐解产物2-烷基环丁酮(2-Alkylcyclobutanones ，2-ACBs)，它是含脂辐照食品的特异性辐解产物，在未辐照的含脂食品中，至今还从未检测到此类化合物。在1990年， 2-ACBs 类化合物可作为检测含脂辐照食品的标志性化合物, 首次被报道，随后依据该结论制定了欧盟标准EN1785和GB\T 21926-2008 。2-ACBs由食品中的游离脂肪酸或甘油三酸酯的羰基氧失去一个电子,再经由重排过程生成，其过程如图1所示。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507091523_554630_2452211_3.png图1 经辐照后游离的脂肪酸转化为2-ACBs的示意图 在大多数食品中，棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸是主要的脂肪酸，而棕榈酸和硬脂酸是其中含量最高的饱和脂肪酸，其辐解物2-十二烷基环丁酮（2-dodecylcyclobutanone，2-DCB）和2-十四烷基环丁酮（2-tetradecylcyclobutanone，2-TCB）相对于其它2-ACBs较为稳定，因此一般作为检测含脂辐照食品的主要标志性化合物。目前对含脂辐照食品大多采用佛罗里硅土柱进行净化，但是该法的应用范围有限。本实验拟通过优化固相萃取（solidphase extraction，SPE）条件，采用气相色谱-质谱联用(gas chromatography-massspectrometry，GC-MS)技术测定植物油中2-十二烷基环丁酮和2-十四烷基环丁酮，为进一步缩短2-ACBs 萃取和分离时间、减少溶剂使用量、提高检测灵敏度以及扩大方法应用范围提供基础数据和理论依据。1 材料与方法1.1 材料、试剂与仪器GCMS-QP2010 气相色谱-质谱联用仪 日本岛津公司；DM-5MS 毛细管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）迪马公司；XH-C 涡旋混合器 江苏金坛市盛威实验仪器；80-1 高速离心机 河南省予华仪器；OSB-2100 旋转蒸发仪 上海爱朗仪器有限公司；12孔固相萃取装置 迪马公司； ProElut Silica（500 mg/3mL）固相萃取柱 迪马公司。HSC-12B 氮吹仪天津市威仪科技发展有限公司；丙酮、二氯甲烷、乙酸乙酯乙腈、甲基叔丁基醚、正己烷（均为色谱纯）迪马公司。实验所用的植物油均购自当地市场。1.2 方法1.2.1 标准贮备液的制备称取一定量标准品，溶于正己烷溶剂中，配制成浓度为0.5 mg/mL的标准贮备液。再配制成质量浓度系列为0.01μg/mL、0.02μg/mL、0.05μg/mL、0.1μg/mL、0.2μg/mL、0.5μg/mL的标准工作溶液，备用。1.2.2 仪器分析条件气相色谱条件：色谱柱为DM-5MS (30.0m×250μm，0.25μm)；载气He(99.995%)；恒流，柱流速1.0mL/min；不分流，进样量1μL，进样口温度为260℃；起始温度80℃(保持1min)，以15℃/min的速度升至150℃，再以8℃/min升温至200℃，再以20℃/min升温至260℃(保持5min)。质谱条件：EI源，离子源200℃，溶剂延迟为3min，选择离子监测模式（SIM），选择监测离子（m/z）：69、84、98、112、125。1.2.3 样品的提取称取0.5 g样品于10 mL带塞试管中，加入5 mL乙腈，涡旋混合2 min，超声提取2 min，4000 rpm下离心2min，取上清液；下层油脂再用5 mL乙腈重复上述步骤，合并两次上清液。将得到的上清液在50℃下，氮吹近干，再慢慢挥干，再向氮吹瓶中加入2.5 mL正己烷复溶，待净化。1.2.4 样品的净化依次用5 mL甲基叔丁基醚，5mL正己烷缓慢通过ProElut Silica固相萃取柱，以达到润湿小柱，活化填料，除去干扰杂质的目的；再将1.2.3节方法制得的待净化液转移到ProElut Silica固相萃取柱中，流出液弃去；然后用5 mL正己烷淋洗，弃去流出液；再用10 mL甲基叔丁基醚：正己烷(1：99V:V)洗脱，用旋转蒸发瓶接收，直至洗脱液完全自然滴出。在50 ℃下，将收集到的洗脱液氮吹浓缩，然后用正己烷定容至1 mL后供GC-MS分析。2 结果与分析在固相萃取操作中，影响分析物峰面积的主要固相萃取因素有洗脱剂、洗脱体积、洗脱速率和上样速率。为了获得最佳分析结果，需要对其进行优化。2.1固相萃取条件的确定2.1.1 提取溶剂的选择2-十二烷基环丁酮（2-DCB）和2-十四烷基环丁酮（2-TCB）与脂肪酸的结构及其类似，故能溶于极性和中等极性的试剂中。分别用丙酮、二氯甲烷、甲基叔丁基醚、乙酸乙酯作为2-DCB 和2-TCB的提取溶剂。实验结果表明乙腈提取效果较好，再加以涡旋振荡后结合超声提高回收率。2.1.2 固相萃取柱的选择对于油脂类样品，采用固相萃取柱进行样品净化是必不可少的步骤。结合相应参考文献，本实验采用了硅胶、PSA、Florisil、Alumina等填料的固相萃取柱，结果表明对于植物油，硅胶柱相对于其他填料的固相萃取柱来说，2-DCB 和2-TCB回收率较高，添加回收率达到了80%-120%，满足分析检测的要求，且达到很好的净化效果。如图2所示http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507091524_554631_2452211_3.pngA：标准品；B：空白样品；C：添加标品的样品图2 植物油空白样品及其添加样品的总离子流图2.1.3 淋洗曲线的建立固相萃取技术最重要的目的在于通过固相萃取柱将目标化合物与主要干扰物分开，从而实现净化的目的。在此过程中应非常注意选择合适的洗脱溶剂。样品处理过程是先用正己烷将其中的中性化合物除去，参照Horvarovich 等报道，用硅胶柱分离样品中的2-DCB和2-TCB，选用弱极性的甲基叔丁基醚（methyl-t-butyl ether，TBME）/正己烷（V/V）混合溶剂将稍强极性的2-DCB 和2-TCB洗脱下来。由于样品基质与文献不一样，淋洗液与洗脱液的选择也会不一样。因次需要考察正己烷以及其与甲基叔丁基醚不同比列的混合液作为洗脱液时2-DCB和2-TCB的回收率。选用5根ProElut Silica固相萃取柱，取0%、0.5%、1%、2%、5%不同浓度的甲基叔丁基醚：正己烷（V/

[align=center][font=黑体][size=18pt]烷基汞仪器分析新方法[/size][/font][/align][font=楷体_GB2312][size=12pt] ([/size][/font][font=楷体_GB2312][size=12pt]老兵)[/size][/font][b][font=黑体]摘[/font] [font=黑体]要[/font] [/b][font=楷体_GB2312]本文介绍了环境样品中水体、土壤和沉积物的甲基汞常用检测方法，讨论了各检测方法的优势和缺欠，并展望了甲基汞检测方法未来的发展和应用前景。目的是建立方便、快捷、灵敏度高的方法，应用于日常检测中烷基汞(甲基汞、乙基汞)的测定，提升国内在检测烷基汞(甲基汞、乙基汞)方面的技术水平。以满足有效检出烷基汞(甲基汞、乙基汞)的环境管理要求和显著提高工作效力。[/font][b][font=黑体]关键词：烷基汞[/font] [font=黑体]测试[/font] [font=黑体]方法[/font][font=黑体][size=14pt]1 [/size][/font][font=黑体][size=14pt]烷基汞及其来源[/size][/font][/b][font=宋体][size=12pt] 烷基汞(甲基汞、乙基汞)是一类剧毒并且有强致癌作用的有机金属化合物，其毒性远大于无机汞的毒性。烷基汞中甲基汞毒性最强，环境中任何形式的汞(金属汞、无机二价汞和烷基汞等)均可在一定条件下转化为有剧烈毒性的甲基汞，称为汞的甲基化。甲基汞又分为一甲基汞(氯化甲基汞、碘化甲基汞等)和二甲基汞。汞的甲基化反应主要发生在水体中，并在食物链中富集，浓度逐渐增大。水中胶体颗粒、悬浮物、泥土颗粒、浮游生物等能吸附汞，而后通过重力作用沉降进入底泥，底泥中的汞在微生物的作用下可转变为一甲基汞或二甲基汞。甲基汞[/size][/font][font=宋体][size=12pt]（MeHg）[/size][/font][font=宋体][size=12pt]能溶于水，又可从底泥返回水中，[/size][/font][font=宋体][size=12pt]作为高脂溶性的甲基汞，极易被生物体吸收和利用，且在生物体内分解缓慢（半衰期约为70d），易发生生物富集，如鱼类对甲基汞的富集系数可达鱼类可高达1×10[sup]5[/sup]～1×10[sup]7[/sup]。通过食物链的传递放大作用，甲基汞严重威胁人类的健康与安全。其中最为典型的例子就是日本熊本县水俣湾地区的居民因长期食用受甲基汞污染的鱼贝类而引起的慢性甲基汞中毒，即水俣病。这次世界历史上首例重大重金属污染事件，引起了全球研究者对汞污染问题的广泛关注。[/size][/font][b][font=黑体][size=14pt]2 [/size][/font][font=黑体][size=14pt]传统的烷基汞测试方法[/size][/font][/b][font=宋体][size=12pt] 随着汞污染问题研究的不断深入，烷基汞检测方法的研究也不断发展起来。国内对烷基汞检测方法的研究起步较晚，早期常用的分析方法是以巯基棉富集一[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]法为代表的方法，并于1993年和1997先后颁布了水质和环境中烷基汞测定的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]法，2009年中国环境监测总站又在下发的《集中式生活饮用水地表水源地特定项目分析方法》中增加了水质甲基汞测定的高效液相色谱－原子荧光法。由于环境中的甲基汞是通过汞的甲基化过程产生的，这一过程主要发生在沉积物及水体中，产生的一甲基汞极易溶于水体，只有少量的二甲基汞散逸到大气中，之后立刻被光解为甲烷、乙烷和汞，因此现有的检测手段，通常难以检测出大气中的甲基汞。[/size][/font][font=黑体][size=12pt]2.1[/size][/font][font=黑体][size=12pt][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]法[/size][/font][font=宋体][size=12pt] 水中烷基汞的前处理方法有两种，一种是采用巯基纱布和巯基棉二次富集的前处理方法。图1为便携式（第一次富集用）的巯基纱布旋转富集装置，图2为巯基棉管（第二次富集用）吸附装置。水样先经巯基纱布富集后，用2mol/L的盐酸溶液洗脱后再用巯基棉进行二次吸附。而沉积物和污泥样品则须先用盐酸-硫酸铜溶液浸提，浸提液再按水样的巯基纱布和巯基棉二次富集方法进行前处理。将二次吸附后的巯基棉置于微型萃取管用苯萃取后，用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱仪[/url]（ECD检测器）测定苯相。[/size][/font][font=宋体][size=12pt][img=,630,339]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/07/201407160009_506821_1634717_3.jpg[/img][/size][/font][font=宋体][size=12pt][font=宋体] 第二种方法是采用巯基棉管的一次富集法。该巯基棉管为内径5～8  mm，长100  mm，一端拉细的玻璃管中填充0.1～0.2  g巯基棉纤维，使用前用20  mL无汞蒸馏水润湿膨胀，然后接在分液漏斗的放液管上使用。取1L水样置于2L分液漏斗中，加入硫酸铜溶液、盐酸溶液或氢氧化钠溶液，调pH为3-4，接琉基棉管，让水样流速保持在20～25m l./min，待吸附完毕，加人NaCl- HCl解析液，将琉基棉上吸附的烷基汞解析到离心管用甲苯(苯)萃取，取有机相进行色[/font][/size][/font][font=宋体][size=12pt]谱测定。[/size][/font][font=宋体][size=12pt]其标准色谱图如下：[/size][/font][font=宋体][size=12pt][img=,606,319]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/07/201407160008_506820_1634717_3.jpg[/img][/size][/font][font=宋体][size=12pt] 甲基汞定性分析的出峰顺序是：1.甲基汞；2.乙基汞。各组分与标准谱图相对照以保留时间定性。定量分析则通过色谱峰高或峰面积，在标准曲线上来查出各组分的浓度。水和沉积物的可检出浓度分别为0.01ng/L和0.02μg/kg。若样品中含硫有机物（硫醇、硫醚、噻酚等）均可被富集萃取，在分析过程中积存色谱柱内，使色谱柱分离效率下降，干扰甲基汞的测定。因此采用往色谱柱内注入二氯化汞苯饱和溶液，可以除去这些干扰，恢复色谱柱分析效率。[/size][/font][font=黑体][size=12pt]2.2 [/size][/font][font=黑体][size=12pt]高效液相色谱－原子荧光法[/size][/font][font=宋体][size=12pt] 方法取1L水样于分液漏斗中，加10g左右氯化钠，用40ml二氯甲烷分两次萃取，每次10 min。萃取液收集至50ml比色管中，加3ml反萃取溶液（1%半胱氨酸+0.8%乙酸铵溶液）进行萃取，振荡5min，吸取水层溶液进样。采用二氯甲烷萃取，半胱氨酸－乙酸铵溶液反萃取后，用高效液相色谱－原子荧光串连检测水质中烷基汞，色谱柱用 Venusil MP-18,150mm×4.6mm,5 m或与之等效的色谱柱，流动相为5%乙腈+0.462%乙酸铵+0.12%半胱氨酸。方法检出限随仪器灵敏度及样品基质不同而各异。甲基汞和乙基汞的检出限分别为0.3ng/L和0.6ng/L。 按相同的分析条件，进行纯水空白、校准曲线和实际样品的同步测定。甲基汞和乙基汞的标准色谱图，如图4所示。[/size][/font][font=宋体][size=12pt][img=,613,304]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/07/201407160012_506823_1634717_3.jpg[/img][/size][/font][font=宋体][size=12pt] 载流中用到的盐酸一般都含有无机汞，当无机汞含量高时，峰形拖尾会影响到甲基汞的色谱峰，一次须采用优级纯或纯度较高的盐酸来消除干扰。[/size][/font][font=黑体][size=12pt]2.3[/size][/font][font=黑体][size=12pt]存在问题[/size][/font][font=宋体][size=12pt] （1）在《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)规定饮用水源地水中甲基汞不得超过1×10[sup]-6[/sup]mg/L，该标准规定的方法检出限不得大于1×10[sup]-8[/sup]mg/L。而GB3838-2002引用的[/size][/font][i][font=宋体][size=12pt]GB/T17132-1997[/size][/font][/i][font=宋体][size=12pt]环境烷基汞的测定[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]法规定[/size][/font][font=宋体][size=12pt]的方法检出限刚好为1×10[sup]-8[/sup]mg/L，方法检出限基本满足，而沉积物的检出限则为2×10[sup]-8[/sup]mg/L。如果采用[/size][/font][font=宋体][size=12pt]高效液相色谱－原子荧光法，其[/size][/font][font=宋体][size=12pt]甲基汞的方法检出限则高达[/size][/font][font=宋体][size=12pt]3[/size][/font][font=宋体][size=12pt]×10[sup]-7[/sup]mg/L，显然已不能满足检出限应低于国家地表水Ⅰ类标准限值1/4的要求。[/size][/font][font=宋体][size=12pt]在《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)和《危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别》（GB 5085.3-2007）中规定烷基汞均不得检出，而标准引用的[/size][/font][i][font=宋体][size=12pt]GB/T[/size][/font][/i][font=宋体][size=12pt] [i]14204-93[/i][/size][/font][font=宋体][size=12pt]水质烷基汞的测定[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]法[/size][/font][font=宋体][size=12pt]检出限同为1×10[sup]-8[/sup]mg/L。[/size][/font][font=宋体][size=12pt] （2）测试中样品处理是烷基汞析中最重要的步骤，分离技术的灵敏度尚不能满足微量有机汞的形态分析需求。由于全为手工分析，并采用自制巯基棉、吸附和萃取装置，人工操作的强度大和有机溶剂的暴露操作而不环保，因此方法的操作繁琐及回收率不稳定，有的实际样品甲基汞回收率低达67.5%。而采用高效液相色谱－原子荧光法虽较[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]法减轻了分析操作强度，但又带来检出限不满足的风险。[/size][/font][font=宋体][size=12pt] （3）对分析测定的影响因素较多，在检出与未检出之间受到试剂空白的影响较大。比如采用市售的盐酸等化学试剂的质量很不稳定，按GB/T14204-93规定需要的QC样品不易获得；易受玻璃仪器（分液漏斗、试管）、管路、仪器材质[font=宋体]的影响和存在记忆效应等。[/font][/size][/font]