Agilent 7890A-7000B三重四极杆气相色谱-质谱联用仪(美国Agilent公司); AS 20500AT超声波清洗器(Auto Science公司); SmarVapor RE501旋转蒸发仪(德国Dechem-Tech公司);氮吹仪(青岛海科仪器有限公司);固相萃取真空抽滤装置(美国Supelco公司); 10μ L微量进样器(上海高鸽工贸有限公司)。

浓盐酸、甲醇、乙醇、乙腈、丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷、正己烷、甲苯、二甲基甲酰胺均为分析纯(上海国药集团化学试剂有限公司);色谱纯甲醇(美国Media公司);分析纯二氯甲烷、丙酮、四氢呋喃、甲醇、乙酸乙酯、乙醇、乙腈(广州化学试剂厂)。

标准品磷酸三(2-氯乙基)酯(纯度＞99% )由日本东京化成公司提供。

混合型吸附剂Silica-WCX由武汉大学化学与分子科学学院邢钧课题组合成,方法见文献^[12]。

称取0.05 g TCEP于25 mL容量瓶中,用甲醇溶解并定容,配制成质量浓度约 2000 mg/L 的标准储备溶液。使用时,用正己烷溶剂稀释,得到系列浓度的标准溶液,摇匀,置于4 ℃冰箱中恒温保存。

固相萃取柱以玻璃注射器(规格5 mL)为柱管。首先将注射器及隔垫依次用洗洁精、蒸馏水、无水乙醇及去离子水超声清洗干净,于100 ℃下烘干备用。准确称取合成的Silica-WCX 200 mg,小心倒入柱管内,并在顶部塞入垫片,小心敲打管壁使填料分布均匀,最后将玻璃柱直立并压下顶部的垫片，制得SPE小柱。

(1)活化:先用5 mL甲醇活化SPE小柱,再用5 mL 0.01 mol/L 的HCl溶液酸化,然后用7 mL丙酮和10 mL正己烷润洗小柱。(2)上样:在填料湿润状态下,取20 mL样品溶液,以2.5 mL/min 的流速通过小柱,使目标物吸附在固体填料上。(3)洗脱:低真空下抽干SPE小柱,用8 mL丙酮/乙酸乙酯(8 ∶ 2,v/v)混合溶剂充分洗脱被保留的目标物,洗脱液用氮气吹干,用0.5 mL甲醇重新溶解并定容,供GC-MS测定。

称取0.5 g剪碎的样品,用15 mL甲醇于40 ℃下超声20 min,过滤,收集滤液于50 mL圆底烧瓶中。残渣再用15 mL甲醇超声萃取两次,过滤。合并滤液,并将其旋转蒸发至近干,用氮气吹干,加入20 mL正己烷溶解,过SPE柱净化并富集。

GC条件色谱柱:Agilent HP-5毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25μ m);载气:氦气(纯度大于99.999% ),流速1.0 mL/min;进样方式:不分流进样,1.5 min后开阀,流量20 mL/min;进样量:1μ L;进样口温度:250 ℃;传输线温度:200 ℃;程序升温:初始温度100 ℃,保持1 min;以25 ℃/min 升温至280 ℃,保持1 min。

MS条件电离方式:电子轰击离子源(EI);电离能量:70 eV;扫描方式:分段扫描,0～3.2 min,溶剂延迟;3.2～9.2 min为全离子扫描模式;4.0～7.0 min为选择离子监测(SIM)模式,监测离子为m/z 143、205、223、249(丰度比为480 ∶ 503 ∶ 311 ∶ 999),其中定量离子为m/z 249。

影响超声萃取效率的主要因素是萃取溶剂种类和萃取时间。

取5份自制阻燃皮革样品,除了分别超声萃取5、10、15、20、25、30 min外,其他按1.5节方法进行处理,按1.4节方法进行固相萃取柱净化后,按1.6节条件进行GC-MS分析,计算萃取效率。结果表明,随着超声萃取时间的增加,TCEP的萃取量也逐渐增加;当超声萃取时间为20 min时,萃取量达到最大值;继续增加超声萃取时间,发现萃取量反而稍微下降,因此确定超声萃取时间为20 min。

分别选择丙酮、甲醇、乙酸乙酯、乙腈、二氯甲烷、正己烷6种不同极性的溶剂为萃取溶剂,采用超声萃取法对2个阻燃皮革制品中的TCEP进行萃取。结果表明,甲醇的萃取效果最好,因此最终选择甲醇为萃取溶剂。

Silica-WCX作为富集材料应用于实际样品分析时,要获得理想的准确度和精密度,必须优化影响其富集效果的各种因素,如吸附剂用量、上样流速、上样容量等;而为了能够把吸附在富集材料上的待测物质尽量完全洗脱下来,还必须选择合适的洗脱剂,确定足够大的洗脱体积等。实验采用2μ g/L 的TCEP正己烷标准溶液进行固相萃取条件的优化。

图2

Fig. 2

图2 上样流速对萃取效率的影响 Fig.2 Effect of loading flow rate on the extraction efficiency

图3

Fig. 3

图3 酸化对TCEP萃取的影响 Fig.3 Effect of acidification on extraction of TCEP

SPE的技术核心是其吸附剂,本文在上述优化的条件下,将自制的Silica-WCX与几种商用吸附剂进行了比较。

图6

Fig. 6

图6 不同SPE柱对TCEP的绝对回收率 Fig.6 Absolute recovery of TCEP on different SPE columns 1. AccuBOND II SPE Alumina-N (200 mg/3 mL); 2. SupelcleanTM LC-18 (200 mg/3 mL); 3. Oasis HLB (200 mg/3 mL); 4. SupelcleanTM LC-Florisil ® SPE 6 mL tubes (1 g/ 6 mL); 5. Waters Sep-pak® Vac C18 Cartridges (200 mg/3 mL); 6. Silica-WCX (200 mg/3 mL).

图6给出了用Silica-WCX填料制成的SPE柱和其他常见商用柱对TCEP的绝对回收率。结果表明,本文所用混合型吸附剂对目标物的吸附能力远大于其他商用吸附剂,回收率明显提高,原因在于:Silica-WCX除了拥有烷基,可与TCEP发生憎水作用外,其中的羧基在酸性条件下以质子形式存在,还可以与TCEP中的酯基之间形成氢键相互作用,因此能够有效增强吸附剂对TCEP的萃取性能。

一般情况下,混合模式吸附剂主要是利用离子交换作用实现目标物的富集,本文结果证明,通过使Silica-WCX上的羧基质子化,混合模式吸附剂在不可离解的极性化合物富集中也具有良好的应用前景。

动力学吸附饱和容量是评价富集材料吸附性能的一项重要指标,吸附饱和容量越大则材料的性能越好。一般情况下,任何一种固相萃取填料对于目标物都有一定的饱和吸附限度,若所富集目标物总量超过该限度,多余的目标物将不再被吸附,会随着富集液流失,影响目标物回收率,降低方法的准确性。

实验考察了用200 mg Silica-WCX制备的SPE小柱对TCEP的动力学吸附饱和容量(用每单位质量的富集材料吸附目标物的绝对量来表示)。将30μ g/L 的TCEP标准溶液以2.5 mL/min 的速度通过SPE小柱,每次上样10 mL,收集流出液,定容后测定目标物的峰面积。以目标物峰面积对上样总体积作图，得到该材料对TCEP的动态吸附曲线(见图7)。当上样溶液体积累计达到110 mL时，流出液中目标物峰面积陡增，该峰面积与上样溶液中目标物峰面积(10 mL上样溶液直接吹干并定容为0.5 mL后测定)比值为13.9% ,说明该SPE小柱对TCEP的吸附在此时已达到了突破值,折算得到Silica-WCX对TCEP动态饱和吸附量为16.5μ g/g。

在最优的萃取条件下评价了该方法的线性范围和定量限。用不同质量浓度TCEP的标准溶液上样,用TCEP的峰面积(y)对质量浓度(x,μ g/L)作图,在0.10～100μ g/L 范围内,峰面积与质量浓度呈线性关系,线性方程为y=7155x+408.4,线性相关系数为 0.9999。逐级稀释标准溶液,以10倍信噪比确定方法的定量限为44.46 ng/kg。结果表明,皮革样品中的TCEP能检测至ng/kg级水平,因此Silica-WCX可用于TCEP的痕量检测。

为了评价所建立方法的应用价值,对实际空白皮革样品进行加标回收实验,测定方法的回收率与精密度。

分别添加0.4、2.0、16μ g/L TCEP正己烷标准溶液1 mL,使其在空白皮革样品中的添加水平分别达到0.8、4.0、32μ g/kg,在优化条件下,每个加标水平平行测定7次。结果表明,TCEP的平均回收率分别为91.45% 、98.84% 、99.98% ,相对标准偏差(RSD)分别为5.97% 、4.62% 、4.33% 。

图８是采用本文方法检测添加了TCEP标准品的某皮革样品的GC-MS谱图。