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SPME Arrow對水中16種多環(huán)芳烴的定量分析

更新時間：2022-05-13       點(diǎn)擊次數(shù)：4644

前言

多環(huán)芳烴(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，PAHs)是煤、石油、木材、煙草、有機(jī)高分子化合物等有機(jī)物不*燃燒時產(chǎn)生的揮發(fā)性碳?xì)浠衔铮侵匾沫h(huán)境和食品污染物。迄今已發(fā)現(xiàn)有200多種PAHs，其中有相當(dāng)部分具有致癌性，如苯并[a]芘，苯并[a]蒽等。PAHs廣泛分布于環(huán)境中，可以在我們生活的每一個角落發(fā)現(xiàn)，任何有有機(jī)物加工、廢棄、燃燒或使用的地方都有可能產(chǎn)生多環(huán)芳烴。

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固相微萃取（Solid Phase Microextraction，SPME）是以熔融石英光導(dǎo)纖維或其他材料作為基體支持物，利用“相似相溶"的原理，在其表面涂漬不同性質(zhì)的高分子固定相薄層，通過直接浸入或頂空方式，對待測物進(jìn)行提取、富集、進(jìn)樣和解吸。自1989年發(fā)明以來，由于其操作簡便、節(jié)省溶劑、回收率好的特性，現(xiàn)在已成為樣品前處理應(yīng)用中重要的萃取技術(shù)之一，廣泛應(yīng)用于水、土壤、空氣等環(huán)境樣品的分析。

本實(shí)驗(yàn)通過全自動固相微萃取模式，采用一種全新的萃取頭SPME Arrow，以浸入式提取的方式對水中的16種多環(huán)芳烴進(jìn)行了定量分析，通過測定16種多環(huán)芳烴的校準(zhǔn)曲線來表現(xiàn)SPME Arrow的萃取性能。

關(guān)鍵字：AStation ，固相微萃取，SPME Arrow，水，多環(huán)芳烴

1.實(shí)驗(yàn)過程

1.1 儀器與試劑

全自動多功能樣品制備進(jìn)樣平臺：AStation，萊伯泰科公司；

SPME Arrow老化模塊：SPME Fiber Conditioning Module，萊伯泰科公司；

萃取孵化模塊：Agitator Module，萊伯泰科公司；

加熱萃取模塊：Heatex Stirrer，萊伯泰科公司；

SPME Arrow萃取頭：PDMS，250μm×20mm，萊伯泰科公司；

氣質(zhì)聯(lián)用儀：7890B-5977B氣質(zhì)聯(lián)用儀，安捷倫公司；

多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn)使用液：10ng/mL ；

超純水制備儀：Simplicity，MILLIPORE公司；

丙酮（色譜純，Fischer 公司）。

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1.1 多環(huán)芳烴校準(zhǔn)曲線測定過程

1.2.1標(biāo)曲配制

取5個20mL頂空進(jìn)樣瓶，分別加入多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn)使用液10、20、50、400、800μL，加超純水15mL，另取同樣兩個頂空瓶進(jìn)行空白實(shí)驗(yàn)，將樣品瓶置于AStation樣品盤，待檢測。

1.2.2 固相微萃取SPME Arrow萃取過程

萃取前孵化時間10min，孵化溫度35℃；孵化震蕩速度500rpm；老化溫度280℃，老化時間10min；提取時間30min，提取震蕩速度1500rpm，提取溫度35℃；解吸時間5min。

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圖1 SPME Arrow萃取多環(huán)芳烴流程

1.1 GC-MS測定條件

a）色譜柱：HP-5ms  30m*0.25mm*0.25μm；

b）進(jìn)樣口溫度：280℃；

c）進(jìn)樣模式：不分流；

d）柱流速：1.0mL/min（恒流）；

e）柱箱溫度：初始溫度80℃，保持2min；以5℃/min升溫至180℃，保持5min；以10℃/min升溫至290℃，保持9min；

f）四極桿溫度：150℃；離子源溫度：280℃；傳輸線溫度：280℃；

g）掃描模式：選擇離子掃描（SIM）。

16種多環(huán)芳烴的保留時間、定量及定性離子見表1。

表1  16種多環(huán)芳烴的保留時間、定量及定性離子

序號

化合物名稱

保留時間（min）

定量/定性離子

1

萘

5.95

128/127/129

2

苊烯

8.06

152/151/153

3

苊

8.38

154/151/153

4

芴

9.43

166/165/164

5

菲

12.64

178/179/176

6

蒽

12.82

178/179/176

7

熒蒽

16.87

202/203/200

8

芘

17.52

202/203/200

9

苯并[a]蒽

20.93

228/226/229

10

?

21.02

228/226/229

11

苯并[b]熒蒽

23.53

252/253/250

12

苯并[k]熒蒽

23.59

252/253/250

13

苯并[a]芘

24.31

252/253/250

14

茚苯[1,2,3-c,d]芘

27.83

276/277/274

15

二苯并[a,h]蒽

27.98

278/276/277

16

苯并[g,h,i]苝

29.79

276/277/274


2.多環(huán)芳烴測定結(jié)果

2.1多環(huán)芳烴色譜圖

圖2為16種多環(huán)芳烴直接進(jìn)樣的色譜圖，圖3為超純水空白色譜圖，圖4為固相微萃取進(jìn)樣譜圖，圖5為線性重疊圖。

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圖2多環(huán)芳烴色譜圖

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圖3空白水色譜圖

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圖4 固相微萃取進(jìn)樣色譜圖

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圖 5 線性重疊色譜圖

2.2校準(zhǔn)曲線結(jié)果

通過SPME Arrow萃取水中不同濃度的16種多環(huán)芳烴，經(jīng)氣質(zhì)分析得到的線性結(jié)果見表2，線性系數(shù)為0.9615-0.9998，具體校準(zhǔn)曲線見圖4-19。

表2 16種多環(huán)芳烴線性結(jié)果

序號

化合物名稱

線性方程

線性系數(shù)R2

1

萘

y = 5759.9x + 165714

0.9972

2

苊烯

y = 10242.8x - 34155

0.9998

3

苊

y = 8726.2x - 32033

0.9987

4

芴

y =12124.9x - 31044

0.9996

5

菲

y = 15894.3x - 39665

0.9996

6

蒽

y = 15678.1x - 185773

0.9972

7

熒蒽

y = 15348.8x - 114417

0.9985

8

芘

y = 15320.2x - 130520

0.9980

9

苯并[a]蒽

y = 6626.8x - 137161

0.9781

10

?

y = 2675.6x - 38200

0.9923

11

苯并[b]熒蒽

y = 3858.6x - 98361

0.9615

12

苯并[k]熒蒽

y = 2482.8x - 52733

0.9817

13

苯并[a]芘

y = 1346.5x - 33986

0.9644

14

茚苯[1,2,3-c,d]芘

y = 261.58x - 5629

0.9724

15

二苯并[a,h]蒽

y = 76.90x - 1696.7

0.9704

16

苯并[g,h,i]苝

y = 132.94x - 2234.6

0.9829

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3.結(jié)果與討論

本方法以全自動多功能樣品制備進(jìn)樣平臺AStation為基礎(chǔ)，通過固相微萃取SPME Arrow對水中的16種多環(huán)芳烴進(jìn)行定量萃取，經(jīng)氣質(zhì)分析得到16種多環(huán)芳烴的線性數(shù)據(jù)，線性系數(shù)為0.9615-0.9998，除了個別幾種物質(zhì)的線性相對低一些以外，其他物質(zhì)均能得到較好的線性結(jié)果，整體結(jié)果符合測試需求。

本實(shí)驗(yàn)中采用的固相微萃取方法簡便，快速，可以實(shí)現(xiàn)水中多環(huán)芳烴萃取及在線分析的全自動操作，適用于水中痕量多環(huán)芳烴物質(zhì)的檢測分析。