徐仿敏,李海波,劉凌云
(1.江蘇省江陰市公安局,江蘇 江陰 214400;2.江蘇省常州市公安局,江蘇 常州 213000)
硫丹(Endosulfan,En)是一種非內(nèi)吸性高毒有機(jī)氯類殺蟲、殺螨劑,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用較為廣泛,因此利用它來自殺、投毒或者誤食的案件也時(shí)有發(fā)生。由于它對魚具有高毒性,以至于經(jīng)常被一些不法分子用來毒害魚塘中的魚,造成大量經(jīng)濟(jì)損失。然而一般情況下魚塘的面積都比較大,水中硫丹的濃度很低,這就給提取檢驗(yàn)帶來了一定的困難。目前常用的預(yù)處理方法有液液萃取法[1]、固相萃取法[2-3]等,常用的檢測方法有GC-ECD[1]、GC-EI-MS[2]、GC-NCI-MS[3]等。但是這些預(yù)處理方法都需要提取大量的魚塘水,同時(shí)液液萃取法還需要使用大量的有機(jī)溶劑,不光耗時(shí)長、操作繁瑣,而且會造成環(huán)境污染,而固相萃取法需要使用固相萃取柱進(jìn)行大體積萃取,操作時(shí)間長,經(jīng)濟(jì)成本高。為此,需要建立一種簡單、快速、高效、綠色、經(jīng)濟(jì)的方法來分析魚塘水中的硫丹農(nóng)藥。本文主要研究了一種新型的分離富集方法-分散液液微萃取,使用該方法對魚塘水中硫丹農(nóng)藥進(jìn)行預(yù)處理,對實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行優(yōu)化選擇,用GC-MS 進(jìn)行分析檢測。最終建立一個(gè)簡單、快速、高效的分析方法應(yīng)用到魚塘投毒案件中硫丹的分析檢測。
硫丹(α+β)、甲醇(美國Sigma 公司);四氯化碳、氯苯、四氯乙烯、SKF525A(百靈威公司);丙酮、乙腈(上海中試化工總公司)。
Varian Saturn2200 GC/MS/MS;臺式離心機(jī)(上海安亭科學(xué)儀器廠);移液器;分析天平。
硫丹(α+β)配置成1mg/mL 的硫丹甲醇溶液,置于-10℃冰箱中保存。
1.4.1 色譜條件 色譜柱:VF-5ms(30m×0.25mm ID DF=0.25);柱溫:初始溫度120℃,保持1min,10℃/min 升至260℃,保持2min,20℃/min 升至280℃,保持2min;載氣:He;流速:1.0ml/min;進(jìn)樣口溫度:280℃;進(jìn)樣量2μL,分流比20: 1。
1.4.2 質(zhì)譜條件 離子阱溫度:150℃;歧管溫度:45℃;傳輸線溫度:220℃;溶劑延遲:3.3min;掃描范圍:50amu~450amu;EI 電壓:70ev。
1.5.1 分散液液微萃取的操作方法 在尖底離心試管中,加入一定體積的魚塘水,然后快速加入適量的分散劑和萃取劑,形成一個(gè)乳濁液體系,室溫放置片刻后離心,提取離心試管底部的沉積相,進(jìn)樣檢測。
1.5.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 取硫丹標(biāo)準(zhǔn)溶液(1mg/mL),分 別 配 成5μg/mL,10μg/mL,20μg/mL,50μg/mL,80μg/mL 的系列溶液,直接進(jìn)樣,以硫丹的峰面積(硫丹α 和硫丹β 面積之和)為縱坐標(biāo),濃度為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。
在分散液液微萃取過程中,分散劑和萃取劑的種類、用量,萃取時(shí)間等都需要進(jìn)行優(yōu)化選擇,實(shí)驗(yàn)中使用硫丹濃度為0.08μg/mL 的魚塘水,按照1.5 的方法提取沉積相揮干定溶后進(jìn)樣檢測,計(jì)算回收率進(jìn)行考察優(yōu)化。
在分散液液微萃取中,要求分散劑既要能與樣品溶液互溶,同時(shí)還要與萃取劑互溶,萃取劑的要求是密度必須比水大。本實(shí)驗(yàn)分別選擇了甲醇、丙酮、乙腈作為分散劑,選擇氯苯、四氯化碳、四氯乙烯作為萃取劑,以回收率來選擇最優(yōu)的分散劑和萃取劑。表1 為實(shí)驗(yàn)結(jié)果,可以看出,當(dāng)分散劑選擇丙酮,萃取劑選擇四氯乙烯的時(shí)候,回收率能達(dá)到最好,故本實(shí)驗(yàn)分別選擇丙酮和四氯乙烯作為分散劑和萃取劑。
分散劑丙酮的體積直接影響“水-丙酮-四氯乙烯乳濁液”體系的形成,導(dǎo)致萃取劑在水中的分散程度發(fā)生改變而影響萃取效率。本實(shí)驗(yàn)考察了丙酮體積(0.5、1.0、1.5 和2.0 mL)對萃取效率的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。
由表2 可以得出,回收率先隨丙酮體積的增加而增加,在1.0 mL 時(shí)達(dá)到最大值,而后又隨丙酮體積的增加而減小。這是因?yàn)樵诒w積小的情況下,萃取劑不能均勻的分散在水相中,回收率較低;隨著丙酮體積的增大,回收率逐漸增大,但是丙酮體積繼續(xù)增大時(shí),會使得硫丹在水中的溶解度增大,回收率降低,所以選擇丙 酮體積為1.0mL。
四氯乙烯的用量直接影響著沉積相的多少,從而影響萃取效率。本實(shí)驗(yàn)考察了四氯乙烯體積(10μL、15μL、20μL、25μL)對沉積相以及回收率的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。
由表3 可以看出,隨著四氯乙烯體積的增加,沉積相的體積也隨之增大,但是回收率卻在增大到一定量的時(shí)候出現(xiàn)下降趨勢,故本實(shí)驗(yàn)選取四氯乙烯的用量為20μL。
分散液液微萃取是一個(gè)快速萃取過程,由于需要快速加入分散劑和萃取劑,整個(gè)溶液體系快速形成乳濁液,萃取劑被分散在整個(gè)溶液中,很快達(dá)到萃取平衡。本實(shí)驗(yàn)分別選擇0.5、2、5、30min 的萃取時(shí)間進(jìn)行考察,來選擇最優(yōu)的萃取時(shí)間。
由表4 可以看出,隨著萃取時(shí)間的增加,萃取能迅速達(dá)到平衡,隨后隨著時(shí)間的繼續(xù)增加,萃取效果基本保持不變,為此,本實(shí)驗(yàn)選擇的萃取時(shí)間為2min。
表1 不同分散劑和萃取劑的回收率Table 1 Recovery with different disperser and extraction solvents
表2 不同體積分散劑的回收率Table 2 Recovery with different volume of disperser solvent
表3 不同體積萃取劑的回收率Table 3 Recovery with different volume of extraction solvent
表4 不同萃取時(shí)間的回收率Table 4 Recovery for different extraction time
2.5.1 工作曲線 用空白魚塘水分別配置硫丹濃度為0.02μg/mL、0.04μg/mL、0.08μg/mL、0.12μg/mL、0.20μg/mL 的工作液,在上述各溶液中分別加入SKF525A 作為內(nèi)標(biāo),使用優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件,按照1.5的方法操作后,直接進(jìn)樣檢測。以硫丹的峰面積(硫丹α 和硫丹β 面積之和)與內(nèi)標(biāo)峰面積之比為縱坐標(biāo),濃度為橫坐標(biāo)繪制工作曲線。得出線性回歸方程:y = 5.9954x - 00184,相關(guān)系數(shù)r = 0.9990,線性范圍:0.02~0.20μg/mL。
2.5.2 魚塘水中硫丹的檢出限和定量限 取空白魚塘水按照優(yōu)化的條件進(jìn)行分析,測定硫丹色譜峰處的基線噪音強(qiáng)度,然后在空白魚塘水中添加比預(yù)計(jì)檢測限略高的硫丹進(jìn)行分析,測定色譜峰高,再根據(jù)色譜峰高與濃度成正比計(jì)算色譜峰高相當(dāng)于噪音強(qiáng)度3倍和10 倍的硫丹濃度。即為檢出限和定量限。經(jīng)測定魚塘水中硫丹的檢出限為0.005μg/mL,定量限為0.017μg/mL。
2.5.3 回收率、準(zhǔn)確度和精密度的考察 取空白魚塘水7 份2 組,分別加入適量的硫丹,按照計(jì)算工作曲線的方法進(jìn)行操作,并根據(jù)工作曲線計(jì)算硫丹的測值,測值與添加值之比為回收率,平行測定3 次,計(jì)算得出回收率的平均值為95.53% ±1.48%(n = 7)。
2014 年2 月7 日,江蘇省某市某魚塘內(nèi)發(fā)現(xiàn)幾千斤魚死亡,損失幾萬余元。為查明原因,提取魚塘水500mL,送來檢驗(yàn)。按照優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件,取送檢的魚塘水進(jìn)行提取檢驗(yàn)。經(jīng)檢驗(yàn),魚塘水中檢出硫丹成分,其含量為87ng/mL。
本文采用的分散液液微萃取方法與傳統(tǒng)的預(yù)處理方法相比具有操作簡單、快捷、高效、經(jīng)濟(jì)、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),該方法對魚塘水中硫丹的提取效果令人滿意,回收率達(dá)到90%以上,為該預(yù)處理方法在刑事技術(shù)其他毒物分析中的應(yīng)用提供一個(gè)參考方向。
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