高占啟 何欢 王荟 孙成

摘要建立了超声辅助离子液体分散液液微萃取-液相色谱分析水体中四溴双酚A（TetrabromobisphenolA，TBBPA）的方法，并采用正交试验法对萃取参数进行了优化。所建立的方法检测限为0.018 μg/L，检测范围为40～105 μg/L，相关系数为0.998 9，RSD为7.9%。采用所建立的方法对实际水样进行测定，未检测出四溴双酚A，实际水體加标回收率为95.4%。该方法具有操作简便、环保、灵敏度高、准确、重现性好的特点，适合水体中痕量TBBPA的分析检测。

关键词离子液体；分散液液微萃取；超声；四溴双酚A

中图分类号S181.3文献标识码A文章编号0517-6611（2015）34-101-03

四溴双酚A（TetrabromobisphenolA，TBBPA），是一种广泛使用的溴代阻燃剂，其大量生产和使用已对环境造成严重的污染。相关研究表明，TBBPA也是潜在的具有持久性、生物累积性和毒性的化合物。近年来研究结果表明，TBBPA很可能是一种新的POPs问题。

由于TBBPA微溶于水，水体中TBBPA的含量通常比较低。但由于TBBPA具有很强的持久性，因此长期低水平的接触也会产生各种慢性及累积性的毒性，对人类健康和环境产生较大危害。由于TBBPA 在水体中的浓度较低，因此需要对水样进行富集等前处理。目前，液液萃取（Liquidliquid extraction，LLE）[1]、固相萃取（Solidphase extraction，SPE）[2-3]等传统前处理技术已广泛应用于水体中TBBPA的提取富集。但传统的样品前处理方法普遍存在大量使用有机溶剂、处理时间长、操作步骤多、需要大体积水样等缺点。

近年来，一些新的TBBPA样品前处理技术发展迅速，如固相微萃取法（ Solidphase microextraction，SPME）[4]、分散液相微萃取（Dispersive liquidliquid microextraction，DLLME）[5-6]等。其中，DLLME技术克服了LLE的诸多缺点，是一种集萃取、净化、浓缩于一体的新型样品前处理新技术，具有操作简单、快速且回收率高和富集倍数高等特点。最初，DLLME所用的萃取剂为具有挥发性的有机溶剂，对环境和操作人员都有一定的危害。离子液体（Ionic liquid，IL）作为一种“绿色”溶剂，对有机物和金属离子都有着很好的萃取能力，具有不易挥发性。将IL作为DLLME的萃取剂，不仅能够有效减少传统萃取过程中因有机溶剂挥发而产生的一系列误差，且不会对环境和操作人员产生危害。此外，超声波萃取（Ultrasoundassisted extraction，USAE）可以加速目标成分进入溶剂，促进提取的进行[7]。DLLME与USAE结合使用，能在短时间内形成乳浊液，萃取效率高。目前，USILDLLME已经应用于环境介质中农药[8-10]、直链烷基苯磺酸盐[11]等的富集提取，但尚未有USILDLLME应用于水体中TBBPA的富集提取的研究报道。

该研究建立了测定环境水体中TBBPA的USILDLLME法，可实现对水体中痕量TBBPA的有效萃取，且所建立的方法简单、可靠、准确、快速、环保，可广泛用于环境水体中痕量TBBPA的检测。

1材料与方法

1.1仪器和试剂

安捷伦（Agilent）1200S高效液相色谱仪（Agilent Technologies，美国）； pH计（Mettler Toledo，瑞士）；低速离心机（安徽中科中佳，中国）；超声仪（南京先欧仪器制造股份有限公司，中国）。

乙腈（色谱纯，美国TEDIA公司）；甲醇（色谱纯，美国TEDIA公司）；丙酮（色谱纯，美国TEDIA公司）；离子液体：[BMIm]PF6（1丁基3甲基咪唑六氟磷酸盐）、[HMIm]PF6（1己基3甲基咪唑六氟磷酸盐）、[OMIm]PF6（1 辛基3甲基咪唑六氟磷酸盐）；四溴双酚A标准品（Dr.Ehrenstorfer，德国）；MiniQ蒸馏水。

1.2液相色谱条件

色谱柱：安捷伦ZORBAX Eclipse XDB C18，5 μm，4.6×250 mm（Agilent Technologies，美国）；液相色谱条件为流速：0.8 ml/min，甲醇∶水=85∶15；检测波长为280 nm；进样量为5 μl。

1.3试验方法

单因素优化工作量大且不能得出因素之间的相互影响关系。因此该研究将正交试验用于该试验中的条件优化，然后采用极差分析和方差分析来确定具有显著性影响的萃取因素和各因素间的交互作用，以确定最佳USILDLLME分析条件。USILDLLME的试验步骤简述如下：移取5 ml的100 μg/L的四溴双酚A溶液置入10 ml的具塞离心管中，加入一定量的离子液体萃取一定时间后，离心，取20 μl下层萃取液，用甲醇稀释至300 μl，用于高效液相色谱仪分析。每一个条件下做3个水平组。

2结果与分析

2.1USILDLLME萃取条件优化

2.1.1正交试验结果及极差和方差分析。

该研究通过正交试验方法对USILDLLME萃取条件进行优化，选取离心时间（A）、超声萃取时间（B）、pH（C）、萃取剂种类（D）、萃取剂体积（E）、分散剂种类（F）和分散剂体积（G）7个因素，每个因素设计3个水平。具体设置如下：离心时间3个水平设为5、7和10 min；超声萃取时间3个水平设为2、5和7 min；pH 3个水平设为2、7和12；萃取剂种类设为[BMIm]PF6、[HMIm]PF6和[OMIm]PF6；萃取剂体积3个水平设为50、100和150 μl；分散剂种类为甲醇、乙腈和丙酮；分散剂体积3个水平设为100、150和200 μl。正交试验设计及结果见表1，取平均回收率值作为响应值。由试验结果可知，采用不同的萃取剂及在各种不同组合的萃取条件下，TBBPA的回收率具有明显的差别，变化范围介于8.4%～91.0%之间，表明不同的萃取条件对TBBPA的萃取效果存在很大的差别。

为了判断出各因素对试验指标影响的主次，采用极差分析和方差分析对数据进行分析。由极差分析试验结果（表2）可知，萃取结果对不同试验因素的敏感程度从大到小分别为萃取剂种类、萃取剂体积、分散剂种类、pH、离心时间、超声萃取时间、分散剂体积。通过极差分析，试验结果所呈现出来的极差趋势如图1所示。

方差分析方法则可以定量分析各个因素对试验结果的影响程度，确定具有显著性影响的试验因素。结果表明（表3），萃取剂种类的P值<0.05，说明萃取剂种类对萃取效率有显著性。根据方差分析中F比大小可知，因素对萃取效率的影响大小顺序为萃取剂种类、萃取剂体积、分散剂种类、pH、离心时间、超声萃取时间、分散剂体积，与极差分析结果一致。

2.1.2萃取条件的选择。

离心能够很好地将水相和萃取相的两相分离开，但是离心时间如果过长，样品温度升高，会增加离子液体在水中的溶解，降低萃取效率。根据试验结果（图1），离心时间选择为5 min。

超声萃取能够加速目标物质从水相到萃取相的转移[7]。但是超声萃取时间过长使得样品温度上升，从而降低萃取效率。根据试验结果（图1），选择2 min的超声萃取时间定为最优选择。

在选定的3种离子液体萃取剂当中，[HMIm]PF6与[OMIm]PF6的粘稠度过高，而[BMIm]PF6的粘稠度适中，且形成乳浊液的现象明显。通过正交试验及极差分析（图1），萃取剂为[BMIm]PF6时，萃取效果最好。由方差分析结果（表3）可知，萃取剂的种类对萃取效率有显著影响，且影响效果最大，因此选择[BMIm]PF6作为萃取剂。此外，方差結果（表3）表明在选定的萃取剂体积范围内，萃取剂体积对萃取效率无显影响。为节省成本，选择[BMIm]PF6的体积为50 μl。

离子液体[BMIm]PF6本身呈弱酸性，碱性条件下，[BMIm]PF6在水中的溶解度增加，降低萃取效率。此外，四溴双酚A属于酸性化合物，在酸性条件下，四溴双酚A在水体中以分子状态存在，更有利于萃取。从极差分析结果（图1）也可知，当pH为2时，萃取效率最好。因此，将水样pH调节为2后进行萃取。

选择的3种分散剂甲醇、乙腈和丙酮当中，甲醇与萃取相的离子液体[BMIm]PF6和水相较好地溶解在一起，因此最终选定分散剂为甲醇。试验当中，分散剂体积对萃取效果无显著性影响（表3）。为了减少分散剂的使用量，最终分散剂体积选择100 μl。

综上所述，综合极差分析和方差分析结果及实际操作，USILDLLME萃取TBBPA的最优条件为选择萃取剂[BMIm]PF6，萃取剂体积为50 μl，分散剂为甲醇，分散剂体积为100 μl，pH=2，超声萃取2 min，离心时间为5 min。

2.2萃取方法的评价

为了评估优化后的USILDLLME萃取TBBPA方法的精密度和准确度，该研究对10 μg/L的TBBPA标准溶液进行了7次重复萃取试验以对所建立的分析方法进行评价。该试验结果表明，所建方法的标准偏差为7.9%，方法线性范围为40～105 μg/L，相关系数为0.998 9，以3倍的信噪比计，方法的检测限为0.018 μg/L。

43卷34期高占啟等超声辅助离子液体分散液液微萃取水体中的四溴双酚A

3方法的应用

将所建立的USILDLLME方法用于取自南京大学仙林校区的实际环境水体中TBBPA的分析检测中，结果表明，实际水体中未发现TBBPA。对实际环境水体中进行加标回收率试验，结果为95.4%。

4结论

该研究建立了USILDLLMEHPLC分析水体中TBBPA的方法，该法具有操作简便、环保、灵敏度高、准确、重现性好的特点，适合水体中痕量TBBPA的分析检测。

参考文献

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