土壤中多环芳烃检测方案(固相萃取仪)

自动化样品前处理解决方案-RK-2019-E005 土壤中多环芳烃的测定解决方案 1.介绍 多环芳香烃 (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons， 简称 PAH 或 PAHs)又称多环性芳香化合物或多环芳香族碳氢化合物，是芳香族碳氢化合物的一种特例，由不包含杂环或取代基的芳香环所组成；其致癌、光致毒、破坏免疫系统等对人体造成巨大危害。 图1.16种多环芳烃的结构式 本文参考《HJ784-2016土壤和沉积物多环芳烃的测定高效液相色谱法》及土壤详查中的技术规定，建立了利用Fotector Plus高通量全自动固相萃取仪结合GC-MS检测土壤沉积物中多环芳烃残留量的方法。用HPFE高通量加压流体萃取仪萃取后，使用MPE全自动真空平行浓缩仪浓缩并转溶至正己烷为1mL后，使用Fotector Plus高通量全自动固相萃取仪净化，自动完成SPE柱活样、样品上样、淋洗、收集等步骤，收集液再用AutoEVA-20 Plus氮吹浓缩、溶剂转换、定容后，用气相色谱质谱联用进行检测的一套解决方案。 关键词：多环芳烃；MPE； HPFE；固相萃取 2.仪器、试剂以及耗材 Raykol Fotector Plus 全自动固相萃取仪； Raykol MPE 全自动真空平行浓缩仪Raykol HPFE 高通量加压流体萃取仪 GC-MS， Agilent 7890A/5975C气相色谱/质谱联用仪。 硅胶固相萃取柱(CNW， 1000 mg/6 mL) 气相色谱柱： HP-5MS气相色谱柱(30mx0.25mmx0.25 um) Raykol AutoEVA-20 Plus全自动平行浓缩仪 正己烷、丙酮、二氯甲烷、乙腈(TEDIA 色谱纯)； 无水硫酸钠(优级纯) 3.样品制备与净化 3.1固相萃取净化条件 表1.固相萃取净化条件 全自动固相萃取仪 睿科Fotector Plus 固相萃取柱 硅胶柱(CNW， 1000 mg/6mL) 活化 丙酮，正己烷 清洗样品瓶 正己烷 淋洗 丙酮：正己烷(1：9) 3.2样品制备 取研细过筛后的环境土样10g加入适量硅藻土混合均匀，装填至22mL的萃取池中，同样方法装填好六个萃取池中。将装好样品置于 HPFE中(同时萃取六个样品)，萃取溶剂为正己烷-丙酮 (1：1，体积比)混合溶液，系统压力10Mpa，萃取温度100℃，静态萃取时间 5min， 萃取吹扫时间为 60s，冲洗体积为萃取池体积60%，冲洗时间为20s。循 毕后， 使用 AutoEVA-20Plus 全自动平行浓缩仪浓缩至少于1.0mL，正己烷定容至1mL后上机测试。 环运行两次，收集萃取液，用无水硫酸钠去除水分。使用MPE 真空平行浓缩仪将样品浓缩并转溶至正己烷为1mL，利用全自动固相萃取柱净化，净化完 3.3 固相萃取实验流程 序号 命令 溶剂 排出 流速(mL/min) 体积 时间min) 1 清洗样品通道 丙酮：正己烷1：9 2.9 2 活化 丙酮：正己烷1：9 有机废液 1 5 5.5 3 活化 C6H14 有机废液 1 5 5.4 4 上样 收集 1 2 2.4 5 清洗样品瓶 C6H14 收集 80 3 3.8 6 洗脱 丙酮：正己烷1：9 收集 1 4 4.4 7 洗脱 丙酮：正己烷1：9 收集 1 4 4.4 8 气推 收集 30 10 1.1 9 结束 10 图2. Fotector Plus对土壤中16种PAHs的净化方法 4.检测条件 表2.气相色谱质谱联用条件(选择离子见表3) 进样口温度 260℃ 柱流量 1mL/min 进样量 1 uL 柱温 60℃保持1 min， 以10℃/min 升至200℃，保持2min， 以5℃/min 升至300℃， 保持2 min 辅助加热温度 280℃ 离子源温度 230℃ 四级杆温度 150℃ 模式 全扫描 溶剂延迟 6 min 表3.16种多环芳烃的定量离子和定性离子 编号 中文名称 分子式 分子量 定量离子 离子1 离子2 离子3 1 萘 C10H8 128 128 127 129 102 2 苊烯 C12H8 152 152 151 153 154 Su1 代苊 C12D10 164 164 162 160 153 3 苊 C12H1o 154 154 153 152 155 4 芴 C13H1o 166 166 165 167 139 Su2 气代菲 C14D10 188 188 189 184 160 5 菲 C14H10 178 178 176 179 152 6 蒽 C14H10 178 178 176 179 152 荧蒽 C16Hi0 202 202 200 203 101 8 芘 C16H10 202 202 200 203 101 9 屈 C18H12 228 228 226 229 114 Su3 氛代 C18D12 240 240 228 236 120 10 苯并(a)蒽 C18H12 228 228 226 229 114 11 苯并(b)荧蒽 C20H12 252 252 250 253 126 12 苯并(k)荧蒽 C20H12 252 252 250 253 126 13 苯并(a)芘 C20H12 252 252 250 253 126 Su4 氛代花 C20D12 264 264 260 265 132 14 茚并(1，2，3-cd)芘 C22H12 276 276 274 277 138 15 二苯(a， h)并蔥 C22H14 278 278 276 279 139 16 苯并(g， h， I)花 C22H12 276 276 274 277 138 4.2气质联用色谱图 图3.16种多环芳烃的色谱图(400ppb) 1-萘，2-芯烯，3-一，4-芴，5-菲，6-蒽，7-荧蒽，8-芘， So-三联苯-D14，9-屈，10-苯并(a)蒽，11-苯并(b)荧蒽，12-苯并(k)荧蒽，13-苯并(a)芘，14-茚并(1，2，3-cd)芘，15-二苯(a， h)并千， 16-苯并(g， h， I) 样品经过前处理提取后，用Fotector Plus 净化，使用基质加标曲线来计算整体回收率，整体平均回收率在75.34-120.00%之间， RSD 小于 13%(n=4)， 满足标准对回收率的要求，符合《土壤详查中多环芳烃检测的技术规定》的允许差要求，回收率、RSD如表4所示： 表4. 16种 PAHs 回收率以及相对标准偏差(n=4) 化合物 加标水平 平均回收 RSD 加标水平 平均回收 RSD ug/kg 率(%) (n=4) pg/kg 率(%) (n=4) 萘 20 76.80 3.83 200 71.17 7.94 苊 20 75.87 7.12 200 71.88 2.88 苊烯 20 72.34 7.47 200 80.45 0.46 芴 20 85.15 7.47 200 79.77 5.75 菲 20 99.91 4.45 200 104.09 1.41 蒽 20 87.70 7.00 200 91.65 4.34 荧蒽 20 90.95 4.72 200 104.16 6.50 芘 20 89.05 12.74 200 94.32 1.05 20 100.77 8.39 200 115.39 11.20 苯并(a)蒽 20 113.09 11.89 200 103.70 8.32 苯并(b)荧蒽 20 93.44 3.57 200 114.77 1.66 苯并(k)荧蒽 20 98.51 3.94 200 101.26 1.34 苯并(a)芘 20 66.77 4.26 200 74.86 0.80 二苯并(a，h)蒽 20 106.01 2.68 200 78.00 8.84 苯并(ghi)菲 20 88.07 4.73 200 76.00 1.17 茚并(1，2，3-cd)芘 20 100.01 6.59 200 119.00 6.14 6.结果与讨论 6.1实验过程中使用 AutoEVA-20 Plus 全自动平行浓缩仪，针的液面追随系统能够让你的浓缩过程省时、省气，同时也能够保证低沸点化合物如萘，苊等在氮吹过程中不被吹飞。 6.2固相萃取净化前应将提取液浓缩至2mL以下，否则提取液中残留的丙酮将干扰固相萃取小柱的净化能力。对于个别脏污样品需要对样品小柱进行浸泡洗脱，同时需要采用正己烷：二氯甲烷(1：1)的洗脱液，方可使目标物被完全洗脱。 6.3 Fotector Plus 能够自动的完成整个固相萃取流程，从活化到上样，清洗样品瓶，洗脱一步到位，不再需要人工添加溶剂进行适当的活化与洗脱，避免了手动操作时忘记添加至哪一步的尴尬。全自动固相萃取过程中可以排除操作带来的误差，能够获 得手动固相萃取无法达到的 RSD 水平。 FotectorPlus能够实现高通量处理，最多一天能够处理180个样品，真正为批量检测提供帮助。 7. 解决方案的优势 本方法可采用睿科 HPFE 高通量加压流体萃取仪作为土壤提取的必备装置，可在 30min 同时萃取六个样品，按照工作时间8个小时，日处理量可达96个，仪器操作简单，可通过触摸屏控制，，一键运行，新进实验室人员可以马上入手操作，仪器有四种溶剂，可按照不同的比例进行抽取，无需人工配制。 MPE 真空平行浓缩仪半小时可浓缩16个大体积样品，小体积可浓缩32个样品，大大地提高了样品前处理效率，真正完全解放实验室人员。 Fotector Plus 高通量全自动固相萃取仪能同步 进行6个样品处理，自动连续处理60个样品，从活化、上样、淋洗到洗脱等多种基础命令全部实现自动化，大大提高了仪器精度和可靠性，保证了回 收率。 AutoEVA-20Plus 全自动平行浓缩仪可自动完成对小体积样品的快速，平行浓缩。 高通量加压流体萃取仪萃取 高通量真空平行浓缩仪浓缩 全自动固相萃取仪净化 全自动平行浓缩仪浓缩 热线：址：www.raykol.com 邮箱： info@raykol.com 热线：址：：Vwww.raykol.com邮箱： info@raykol.com 本文参考《HJ 784-2016土壤和沉积物多环芳烃的测定高效液相色谱法》及土壤详查中的技术规定，建立了利用Fotector Plus高通量全自动固相萃取仪结合GC-MS检测土壤沉积物中多环芳烃残留量的方法。用HPFE高通量加压流体萃取仪萃取后，使用MPE全自动真空平行浓缩仪浓缩并转溶至正己烷为1 mL后，使用Fotector Plus高通量全自动固相萃取仪净化，自动完成SPE柱活化、样品上样、淋洗、收集等步骤，收集液再用AutoEVA-20 Plus氮吹浓缩、溶剂转换、定容后，用气相色谱质谱联用进行检测的一套解决方案。