摘要:文章旨在优化气相色谱-质谱法测定水质醇酮类含量的方法。在碱性和酸性条件下,用二氯甲烷萃取样本后进行分析测定。色谱柱条件:Rtx-5MS毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25μm);固定相为5%苯基-甲基聚硅氧烷。研究结果表明,醇酮类化合物在1.5~30μg/mL的质量浓度范围内呈现出良好的线性关系,检出限为0.09μg/L,回收率为61.2%~101%,相对标准偏差(SRSD)为2.3%-5.4%。由此可见,该方法准确、可靠,可用于水质中双丙酮醇及乙二醇乙醚醋酸酯的检测。
关键词:水质,双丙酮醇,乙二醇乙醚醋酸酯,气相色谱-质谱联用仪
双丙酮醇(4-Hydroxy-4-methyl-2-pentanone),也称4-羟基-4-甲基-2-戊酮或二丙酮醇,可被用作化妆品、静电喷漆、硝化纤维、油脂、蜡和树脂等的溶剂,也可作为抗冻剂、防腐剂、纤维整理剂和萃取剂,用来制取木材防腐剂、金属清洁剂、药物和照相软片等。该物质对眼睛、皮肤、黏膜具有刺激作用,且在摄入后会对神经系统产生影响,损伤人体的肝脏和胃。此外,吸入高浓度还可能引起肺水肿,甚至是昏迷,长期接触能致皮炎。
乙二醇乙醚醋酸酯(2-Ethoxyethyl acetate),也称乙酸乙二醇乙醚或乙二醇乙醚乙酸酯[1-3]。该物质常被用作金属家具喷漆和其他涂料、油墨的溶剂,或与其他化合物配合用于制备皮革黏合剂、油漆剥离剂、金属热镀抗腐蚀涂料等。此外,还可被用作胶黏剂的稀释剂及水溶性涂料等[4-8]。吸入、皮肤接触及吞食该物质均对身体有害,可能会损害生育能力,并对胎儿造成伤害。
检测水中是否含有双丙酮醇和乙二醇乙醚醋酸酯,是衡量环境质量的重要举措。
1实验准备
1.1仪器与试剂
仪器:GCMS-QP2010 SE气相色谱-质谱联用仪[岛津企业管理(中国)有限公司];EFAA-DC24-RT氮吹仪(上海安谱实验科技股份有限公司)。
试剂:二氯甲烷(4 L,色谱纯);氯化钠(500 g,分析纯);无水硫酸钠(500 g,分析纯);氢氧化钠溶液(500 g,分析纯);硫酸溶液(500 mL,分析纯);双丙酮醇(标准品98.3%);乙二醇乙醚醋酸酯(标准品99.9%);2-氟酚(替代物);1,2-二氯苯-D4(内标);十氟三苯基膦。
1.2标准储备液、中间液和工作曲线的配制
标准储备液的配制:分别称取双丙酮醇、乙二醇乙醚醋酸酯标准品10 mg于10 mL的容量瓶中,并用二氯甲烷稀释定容至刻度,混匀,得到1 000μg/mL的醇酮类标准储备液,作为标准储备液备用[9-14]。
标准使用液的配制:取出1.0 mL醇酮类标准储备液,用二氯甲烷稀释至10 mL,得到100μg/mL的标准使用液。从质量浓度为2 000μg/mL的2-氟酚(替代物)标准储备液中取出0.5 mL,用二氯甲烷稀释至10 mL,得到100μg/mL的标准使用液。从质量浓度为2 000μg/mL的1,2-二氯苯-D4(内标)标准储备液中取出1.0 mL,用二氯甲烷稀释至10 mL,得到200μg/mL的标准使用液。
标准工作曲线的绘制:用微量注射器从质量浓度为100μg/mL的标准使用液中分别移取15、30、75、150、300μL放入对应的5个1 mL样品瓶中;向上述系列标准溶液中同步加入与标准使用液相同体积的质量浓度为100μg/mL的2-氟酚(替代物)标准使用液,同时在上述样品瓶中各加入100μL质量浓度为200 mg/L的1,2-二氯苯-D4(内标)标准使用液;用二氯甲烷定容至1.0 mL,盖紧瓶盖,摇匀[15-19]。测定保留时间和峰面积,并以测得的峰面积比对质量浓度(μg/mL)绘制醇酮标准曲线。标准曲线系列质量浓度如表1所示。
1.3样品制备
萃取:取水样1 000 mL经0.45μm滤膜过滤后置于1 000 mL烧杯中,分别用5 mL甲醇、5 mL水活化C18固相萃取柱,将过滤后的水样全部转移至预活化过的C18固相萃取柱中;控制流速在1~2 mL/min之间,弃去流出液,挤干水分后再用5 mL甲醇溶液洗脱C18固相萃取柱,并将洗脱液收集至瓶中[20-22]。
浓缩:将萃取液在38±2℃水浴下,氮吹浓缩至0.5~1.0 mL;加入1,2-二氯苯-D4(内标)标准使用液,定容至1 mL,混匀后转移至2 mL样品瓶中,待测。
2结果与讨论
2.1色谱图
双丙酮醇、乙二醇乙醚醋酸酯标准溶液的色谱图如图1所示。
2.2气相色谱/质谱条件
色谱柱:Rtx-5MS毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25μm);固定相为5%苯基-甲基聚硅氧烷;柱箱温度:40℃;色谱柱流量:2.0 mL/min;进样方式:分流10∶1;进样体积:1μL;升温程序:40℃维持1 min,后以10℃/min的速率升温至150℃,再维持2 min;离子源温度:200℃;接口温度:250℃;离子化能量:70 eV;质量范围:40~550 amu;溶剂延迟时间:2 min;扫描方式:全扫描;检测器电压:与调谐电压一致。
2.3线性范围与检出限
2.3.1工作曲线的建立
按照1.2.3所示步骤配制双丙酮醇、乙二醇乙醚醋酸酯的质量浓度分别为1.5、3.0、7.5、15、30μg/mL,同时确保替代物质量浓度与双丙酮醇、乙二醇乙醚醋酸酯一致;绘制内标质量浓度为20μg/mL的标准曲线,并使用内标法定量。具体结果如表2所示。
2.4回收试验与精密度
分别取地表水、地下水和废水,并向各水样中依次添加低、中、高3个水平的混合标准溶液;按照1.3步骤进行前处理,每种样品类型水平测试6次,并计算回收率和测定值的相对标准偏差(SRSD)。所得结果如表3所示。
3结论
本文优化了气相色谱-质谱法测定水质中醇酮类化合物含量的方法,该方法操作简便,能完全分离色谱峰,且所用化学试剂较少,有利于减轻对环境的污染和对实验人员的危害,同时具有较高的准确度和精密度,能够为相关检测工作者提供一种检测水质中醇酮类化合物的优质方法。
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