邱姍姍 何梓燊 鐘東玲 蔡丹燕 盧小燕

（茂名市食品藥品檢驗所 廣東茂名 525000）

1 前言

固相萃?。⊿PE）發(fā)展于19 世紀(jì)80 年代，是一種高效、簡便的樣品前處理技術(shù)。常用的固相萃取材料有C18、PEP（Polar Enhanced Polymer）、親水親油平衡材料（HLB）等[1-3]。近十年來，整體柱材料不斷創(chuàng)新發(fā)展，其中出現(xiàn)了氧化石墨烯接枝硅膠整體柱、溫敏性整體柱、二氧化硅整體柱等新型整體柱[4，5]。 相較于傳統(tǒng)的固相萃取材料，整體固相萃取具有制備方法簡單、內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻、重現(xiàn)性好等優(yōu)點，同時經(jīng)優(yōu)化的整體柱具有較高的柱效，可進(jìn)行樣品的快速分離。

2 材料與方法

2.1 儀器與試劑

試驗儀器詳見表1，試驗試劑詳見表2。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)液配制

精準(zhǔn)稱量雙酚A 標(biāo)準(zhǔn)品10 mg，溶于乙腈，移入100 mL 容量瓶中，定容至刻度，超聲溶解，將其稀釋為100、10、1、0.1、0.01、0.001 μg/L 濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，于4℃的冰箱中保存?zhèn)溆茫碇频秒p酚F 與雙酚Z。

表1 試驗儀器表

表2 試驗試劑

2.3 液相條件

選用島津LC-2030C 高效液相分析儀，流動相為乙腈（ACN）/H2O（65/35，v/v），采用等度洗脫，分析時間為8 min，流速1 mL/min，柱溫為35℃。

2.4 整體材料制備過程

整體柱制備主要有5 個步驟：稱量、超聲處理、填柱、氮吹、合成。首先，第一步準(zhǔn)確稱量整體柱各組分的含量，稱量完成后混合溶液置于進(jìn)樣小瓶中進(jìn)行超聲處理，超聲的目的是使整體柱的各組成成分充分混勻，避免由于混合溶液混合不充分而導(dǎo)致整體柱效低，萃取效果不理想。超聲充分后將混合溶液填充進(jìn)經(jīng)熱熔形成的封閉空間聚乙烯槍頭內(nèi)。

其次，進(jìn)行氮吹，利用氮氣的不活潑性，將槍頭內(nèi)的空氣排出，此過程既能達(dá)到防止氧化的目的又能保證槍頭內(nèi)的混合溶液形成緊密、均勻的聚合體，可以大大降低氣孔形成的幾率。最后，用塑料膜將槍頭密封，防止水浴活化過程中水進(jìn)入槍頭內(nèi)從而影響整體柱材料的連續(xù)反應(yīng)，整體柱材料置于60℃的條件下連續(xù)反應(yīng)8 h 即可制得成品。 制備過程示意圖詳見圖1。

圖1 整體材料制備過程流程圖

2.5 固相萃取步驟流程

固相萃取步驟分為4 步：活化/平衡、上樣、淋洗、洗脫。 首先，將水浴活化的萃取槍頭進(jìn)行活化平衡，由于在水浴活化的過程中槍頭兩端呈密封狀態(tài)，因此要先對槍頭解封，使得有機試劑能順利通過整體材料。 先以甲醇2 mL 濕潤活化固相萃取柱，再先后以1 mL 純凈水和0.5 mL 甲醇沖洗。 樣品經(jīng)處理混勻后，加入已活化的槍頭內(nèi)，以2 mL 純凈水將極性強的干擾物洗去，棄去洗脫液。 最后，用強洗脫性的洗脫液將目標(biāo)化合物從槍頭內(nèi)洗脫，得到的收集液過0.22 μm 濾膜后注入進(jìn)樣瓶， 最后使用高效液相色譜儀上機分析，固相萃取步驟詳見圖2。

圖2 固相萃取步驟流程圖

3 結(jié)果與討論

3.1 整體柱制備過程優(yōu)化

整體柱制備過程中溶劑、時間、溫度等因素都會影響整體柱的柱效，直接或間接地影響萃取效果。本文使用異丁烯酸甲酯作為整體柱單體；乙二醇二甲基丙烯酸甲酯（EDMA）作為交聯(lián)劑；異丙醇和1，4-丁二醇作為致孔劑；偶氮二異丁腈作為引發(fā)劑制備成新型固相萃取整體柱。 在萃取過程中采用不同的條件會影響整體柱的萃取效果。

整體柱的萃取效果、滲透性以及其他物理性能會被制備過程中的各成分的種類、含量比例所影響。對整體柱各組成部分進(jìn)行優(yōu)化探究，即對單體、交聯(lián)劑、致孔劑的比例進(jìn)行系統(tǒng)化的考察，最終以雙酚類化合物的回收率作為評價萃取效果的標(biāo)準(zhǔn)，具體優(yōu)化過程詳見表3。

3.1.1 致孔劑組成比例優(yōu)化

如表3 中H1～H3，H6 所示，保持單體與交聯(lián)劑的質(zhì)量比為43.74/56.26，在單體總量、致孔劑總量質(zhì)量比不改變的條件下，改變異丙醇與1，4-丁二醇之間的比例。結(jié)果表明，隨著異丙醇的含量增加，雙酚A、雙酚F、雙酚Z 的回收率呈上升趨勢。

3.1.2 單體交聯(lián)體組合與致孔劑組合比例優(yōu)化

表3 中的H4～H6 表明，保持單體、交聯(lián)劑在組合內(nèi)比例不變，2 致孔劑之間的比例不變，改變單體總量與致孔劑總量的質(zhì)量比時， 隨著單體組合的質(zhì)量比上升，雙酚類化合物的回收率呈上升趨勢。 其中，單體總量與致孔劑比例為31.25/68.75 時，雙酚類化合物回收率達(dá)到最大值。

表3 新型整體柱各成分比例優(yōu)化（單位：%）

3.1.3 單體與交聯(lián)劑比例優(yōu)化

表3 中H4、H7、H8 表明，在保持單體交聯(lián)劑組合與致孔劑組合質(zhì)量比不變的條件下， 隨著單體使用的增多，交聯(lián)劑的含量下降，雙酚回收率也隨之上升。 在單體與交聯(lián)劑的比例為43.74/56.26 時，雙酚回收率達(dá)到最大值。

通過對整體柱各組成成分間的比例進(jìn)行系統(tǒng)性的優(yōu)化， 混合溶液中單體交聯(lián)劑組合與致孔劑組合比例為31.25/68.75，致孔劑中異丙醇與1，4-丁二醇的比例為78.09/21.91，單體與交聯(lián)劑的比例在43.75/56.25 的條件下，整體固相萃取材料對雙酚類化合物的回收率最高。

3.2 整體柱對雙酚類化合物的分離

采用上述經(jīng)優(yōu)化的條件， 制備新型固相萃取整體柱，根據(jù)固相萃取步驟對雙酚類化合物進(jìn)行檢測。最終得到分離度高、峰型完整的色譜圖，證明整體柱對雙酚化合物的分離效果良好， 整體柱對雙酚類化合物分離效果詳見圖3。

圖3 雙酚類化合物色譜圖

由圖說明雙酚A、雙酚Z、雙酚F 分別在3.25、3.90、4.80 min 出峰， 三者之間分離度高， 色譜圖清晰，由此可見整體柱對雙酚類化合物分離效果良好。說明槍頭整體固相萃取材料對雙酚化合物的萃取效果良好。

3.3 實際樣品的應(yīng)用

本文以熱引發(fā)聚合方法制備有機異丁烯酸甲酯的槍頭整體柱，以雙酚類化合物的回收來優(yōu)化整體柱的系統(tǒng)，最終采用5 種不同品牌的礦泉水根據(jù)上

述固相萃取步驟進(jìn)行富集、洗脫，并將收集的洗脫液與高效液相色譜儀聯(lián)用， 結(jié)果樣品中未發(fā)現(xiàn)雙酚類化合物。

4 結(jié)論及展望

在本次試驗中，遇到一些問題：（1）對新型材料整體柱的性能考究， 在本試驗開始前此材料從未用作整體柱單體材料對雙酚類污染物研究， 其內(nèi)部整體結(jié)構(gòu)的分析、成分比例、提純效果等都需要進(jìn)一步考察。在改變整體柱各成分比例時，發(fā)現(xiàn)了調(diào)整比例為5%浮動時， 回收率變化最為準(zhǔn)確。 試驗開始初期，采用3%的比例調(diào)整整體柱材料，發(fā)現(xiàn)樣品回收率變化不大，對試驗的考察效果不理想。 此后，又以8%的比例調(diào)整整體柱材料，結(jié)果變化太大，因此試驗采用5%的調(diào)整比例，經(jīng)不斷試驗證明，此比例調(diào)整結(jié)果最優(yōu)，數(shù)據(jù)反應(yīng)更加準(zhǔn)確。 （2）新型材料整體柱的活化過程，由于整體柱需經(jīng)水浴60℃活化8 h，期間此狀態(tài)不可大幅調(diào)整，在本試驗過程中，由于活化時間不足，水浴溫度不符合要求導(dǎo)致整體柱性能不佳甚至整體柱無法使用問題均有出現(xiàn)。 解決方法是用薄膜包裹整體柱，同時嚴(yán)格控制活化時間與溫度，使整體柱材料之間反應(yīng)充足。（3）洗脫劑的選擇，考慮到環(huán)境污染和經(jīng)濟(jì)性，使用良性洗脫劑對環(huán)境污染以及人體傷害比較少，符合綠色、健康、可持續(xù)發(fā)展的理念，在不影響試驗結(jié)果的前提下，環(huán)保也是試驗改良過程中的重要考量因素。

雖然本次試驗探究了新型材料的相關(guān)性能、萃取效果，但是仍有許多問題需要解決。 例如，對新型材料的結(jié)構(gòu)改良，通過改良單體、交聯(lián)劑與致孔劑的類型、比例，使得固相整體柱的應(yīng)用廣泛性增加，性能更加優(yōu)越。 在試驗方法上，也有許多地方需要改進(jìn)。 例如，試驗過程中控制變量，日內(nèi)測定以及日間測定數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確。在新型材料相關(guān)性質(zhì)不清楚，相關(guān)性能未穩(wěn)定的條件下，檢測數(shù)據(jù)有可能不準(zhǔn)確，這個過程需要不斷改進(jìn)，不斷優(yōu)化。