APP下载

高效液相色谱法测定水样中痕量联苯胺

2017-04-27李焕勇罗杰鸿

化学与生物工程 2017年4期
关键词:痕量萃取柱色谱法

李焕勇,罗杰鸿

(1.暨南大学 分析测试中心,广东 广州 510632;2.京诚检测集团广州公司,广东 广州 511400)



高效液相色谱法测定水样中痕量联苯胺

李焕勇1,罗杰鸿2

(1.暨南大学 分析测试中心,广东 广州 510632;2.京诚检测集团广州公司,广东 广州 511400)

利用HLB固相萃取柱对水样中的联苯胺进行富集,应用HPLC法测定水样中痕量联苯胺。色谱柱为Zorbax SB-C18,流动相为甲醇-磷酸二氢钾,梯度洗脱,检测波长为254 nm,外标法定量。结果表明,联苯胺在0~10.0 mg·L-1范围内线性关系良好,相对标准偏差为1.6%~5.7%。该方法快速、高效,能有效应用于日常水质检测中痕量联苯胺的测定。

联苯胺;HLB固相萃取柱;外标法;高效液相色谱

4,4′-二氨基联苯俗称联苯胺,分子式为(C6H4NH2)2,是染料合成的中间体,应用广泛。联苯胺及其盐是有毒致癌物质,其固体及蒸汽极易通过皮肤进入体内,引起接触性皮炎,刺激黏膜,损害肝和肾,导致膀胱癌和胰腺癌。联苯胺的浓度只要达到6.7μg·L-1,对人体就有致癌的风险。联苯胺是IARC第一类致癌物,在纺织品领域已经受到严格的限制。

联苯胺的化学不稳性和色谱特性制约着检测方法的应用。目前,水样中的联苯胺的检测方法[1-3]包括LC-MS-MS[4]、HPLC[5-7]、GC-MS[8]等,还没有有效的标准方法。LC-MS-MS法因仪器昂贵阻碍了其进一步应用。由于二甲苯烷二异氰酸酯在气相条件下极易分解成联苯胺,造成联苯胺的假阳性,并且联苯胺在气相条件中的色谱特性较差,所以GC-MS等气相测定法并不能有效检测联苯胺。因此,液相测定法(如HPLC)成为联苯胺的重要检测手段,当采用液相色谱测定联苯胺时,由于联苯胺在空气中极易氧化成联苯醌(图1),因此浓缩富集是影响联苯胺液相法检测的重要因素。

鉴于此,作者利用HLB固相萃取柱对水样中的联苯胺进行富集,应用HPLC法测定水样中痕量联苯胺,以期开发具有良好重现性的简便测试方法,为联苯胺的进一步研究提供测试基础。

图1 联苯胺的氧化

Fig.1 Oxidation of benzidine

1 实验

1.1 试剂与仪器

甲醇、乙腈,色谱纯,瑞典欧森巴克化学公司;联苯胺标准品(纯度≥99%)。

液相色谱仪,日本日立公司;Zorbax SB-C18色谱柱,美国安捷伦公司;SCX、PCX、HLB固相萃取柱,中国安谱公司。

1.2 样品处理

HLB固相萃取柱预先用10 mL甲醇活化,再以15 mL一级水调整。取1 000 mL水样上清液,加入10 mol·L-1氢氧化钠溶液调节pH≥12,以5 mL·min-1速度经过HLB固相萃取柱进行浓缩富集,用5 mL甲醇洗脱固相萃取柱,收集洗脱液,供色谱分析用。

1.3 色谱条件

色谱柱:Zorbax SB-C18(4.6 mm×250 mm,5 μm);流动相:甲醇-0.02 mol·L-1磷酸二氢钾(35∶65,体积比);流速1.0 mL·min-1;温度40.0 ℃;进样量10 μL;检测波长254 nm。

2 结果与讨论

2.1 检测仪器的选择

参照《水和废水标准检验法》第21版,建立GC-MS检测方法:1 L水样放入2 L分液漏斗中,加入30 g NaCl,溶解后加入50 mL二氯甲烷,振荡10 min,静置5 min,将二氯甲烷相转移至三角烧瓶中;再向分液漏斗中加入50 mL二氯甲烷,振荡10 min,静置分层,转移合并二氯甲烷相;向二氯甲烷相中加入3 g无水硫酸钠脱水干燥后,氮吹到3 mL;加入10 mL正己烷,氮吹并定容到1 mL,进行GC-MS测定。图2为联苯胺标准品的气相色谱。

结果发现,GC-MS检测方法的加标回收率偏低,可能是联苯胺在空气中浓缩时被氧化损失所致。联苯胺假阳性的存在增加了实验的不准确率,而且联苯胺在GC-MS的色谱特性也较差,因此,选择HPLC法检测联苯胺。

图2 联苯胺标准品的气相色谱Fig.2 Gas chromatogram of benzidine standard

2.2 固相萃取柱的选择

按1.2方法分别活化SCX、PCX、HLB固相萃取柱,按文献[4-8]进行洗脱,测定联苯胺回收率,结果见表1。

表1 不同类型固相萃取柱的回收率

Tab.1 Recoveries of different types of solid-phase extraction columns

注:a表示5 mL 2%氨水-甲醇溶液洗脱;b表示未调节水样pH值,pH=7;c表示调节水样pH值,pH≥12。

由表1可知,SCX与PCX固相萃取柱的回收率相差较大,可能是硅胶基质与聚苯乙烯/二乙烯苯基质性质不同所致;SCX与HLB固相萃取柱均可用于富集水样中的联苯胺,其中,HLB固相萃取柱的回收率最高达到68.1%,与文献值[7]相近,满足测定要求。因此,选取HLB固相萃取柱富集水样中联苯胺。

2.3 pH值的选择

在酸性条件下,联苯胺容易质子化,回收率较低[5]。从表1可以看出,用HLB固相萃取柱富集水样中联苯胺时,水样的碱性大小对联苯胺的回收率影响不大,但考虑到工业废水一般呈酸性,所以采取调节pH值的测试方式,用氢氧化钠调节pH≥12,使联苯胺成分子状态,但联苯胺在自由分子状态下容易被氧

化成联苯醌,因此,应尽量减少与空气的接触,以保证较高的回收率。

2.4 流动相的选择

联苯胺在流动相中存在2种状态:分子状态和离子状态,其转换反应式如下:

应用反相高效色谱柱分离时,质子化联苯胺出峰时间早,影响了测定的准确性。为防止联苯胺出峰时间过早和出现双峰情况,本实验采用中性的甲醇作为流动相,加入一定量的磷酸二氢钾(0.02 mol·L-1)调节离子活度。实际应用时,可根据实际样品的情况,适当调节流动相的pH值,保证联苯胺在流动相中保持分子状态。

2.5 联苯胺的高效液相色谱图、标准曲线、检出限、回收率与精密度

将联苯胺储备液用甲醇稀释成浓度(mg·L-1)分别为0、0.1、0.2、0.4、0.8、1.0、2.0、4.0、5.0、10.0的联苯胺标准溶液,进行HPLC测定,结果见图3。

图3 联苯胺标准品的高效液相色谱Fig.3 HPLC of benzidine standard(5.0 mg·L-1)

以峰面积(y)为纵坐标、浓度(x)为横坐标绘制标准曲线,其线性回归方程为:y=34717x,相关系数为0.9990。根据3倍信噪比(S/N)计算联苯胺的检出限

(LOD)为0.1 mg·L-1。取一份经检测不含联苯胺的水样作为空白样品,分别添加0.2 mg·L-1、0.8 mg·L-1、2.0 mg·L-1的联苯胺标准品,测得平均加标回收率为55.5%~75.0%,相对标准偏差为1.6%~5.7%。

2.6 实际应用

采用HPLC法测定多个日常待测水样,在最优色谱条件下分析,均未检出联苯胺。

3 结论

利用HLB固相萃取柱对水样中的联苯胺进行富集,应用HPLC法测定水样中痕量联苯胺。结果表明,联苯胺在0~10.0 mg·L-1范围内线性关系良好,相对标准偏差为1.6%~5.7%。该方法回收率较高,重现性好,能够满足日常水质中联苯胺的测定要求。

[1] LU C S,HUANG S D.Trace determination of aromatic amines or phenolic compounds in dyestuffs by high-performance liquid chromatography with on-line preconcentration[J].Journal of Chromatography A,1995,696(2):201-208.

[2] PRAMAURO E,PREVOT A B,SAVARINO P,et al.Preconcentration of aniline derivatives from aqueous solutions using micellar-enhanced ultrafiltration[J].Analyst,1993,118(1):131-146.

[3] GROENEWEGEN M G M, van de MERBEL N C,SLOBODNIK J,et al.Automated determination of weakly acidic and basic pollutants in surface water by on-line electrodialysis sample treatment and column liquid chromatography[J].Analyst,1994,119(8):1753-1758.

[4] 申玲玲,邱雄雄,詹松.UHPLC-MSMS测定环境水中的联苯胺[J].环境化学,2013,32(4):717-718.

[5] 李逸,刘胜玉,刘昕宇,等.自动固相萃取-高效液相色谱法测定地表水中痕量联苯胺[J].环境化学,2013,32(9):1807-1808.

[6] 张丽,刘玉侠.固相萃取-高效液相色谱法同时测定饮用水中苯胺和联苯胺[J].环境监测管理与技术,2013,25(5):41-43.

[7] 赵淑莉,魏复盛,邹汉法,等.高效液相色谱法测定废水中苯胺类化合物[J].色谱,1997,15(6):508-511.

[8] 易睿.液液萃取-气相色谱-质谱法同时测定饮用水中的酞酸酯、百菌清和联苯胺[J].环境监控与预警,2014,6(2):21-24.

版权声明

《化学与生物工程》编辑部

Determination of Trace Benzidine in Water by High Performance Liquid Chromatography

LI Huan-yong1,LUO Jie-hong2

(1.AnalyticalandTestingCenter,JinanUniversity,Guangzhou510632,China;2.BeijingtestCo.,Ltd.,Guangzhou511400,China)

Firstly,aHLBsolid-phaseextractioncolumnwasusedtoenrichbenzidineinwater.ThentracebenzidinewasdeterminedbyHPLC(ZorbaxSB-C18aschromatographiccolumn,gradientelutionwithmethanol-potassiumdihydrogenphosphateasmobilephase,254nmasdetectionwavelength,quantifiedbyexternalstandardmethod).Resultsshowedthat,thelinearrelationshipwasbetterattherangeofbenzidineconcentrationfrom0mg·L-1to10.0mg·L-1,andtherelativestandarddeviationwas1.6%~5.7%.Thismethodisfastandeffective,andcanbeusedtodeterminationoftracebenzidineinwater.

benzidine;HLBsolid-phaseextractioncolumn;externalstandardmethod;HPLC

国家自然科学基金面上项目(41576116)

2016-12-13

李焕勇(1985-),男,山西晋中人,工程师,研究方向:化学分析与仪器分析,E-mail:leb2828@126.com。

10.3969/j.issn.1672-5425.2017.04.016

O661.1 O657.72

A

1672-5425(2017)04-0068-03

国信息化建设,扩大本刊及作者知识信息交流渠道,本刊已被《中国学术期刊

总库》及CNKI系列数据库、《万方数据——数字化期刊群》、《中文科技期刊数据库(全文版)》、《台湾华艺数据库》等收录。如作者不同意论文被收录,请在来稿时向本刊声明,本刊将作适当处理。

李焕勇,罗杰鸿.高效液相色谱法测定水样中痕量联苯胺[J].化学与生物工程,2017,34(4):68-70.

猜你喜欢

痕量萃取柱色谱法
固相萃取-高效液相色谱法测定水产品中四环素类的含量
高效液相色谱法测定水中阿特拉津
超高效液相色谱法测定茶叶中的儿茶素
反相高效液相色谱法测定食品中的甜蜜素
脉冲萃取柱界面控制方法研究
碱性氧化铝萃取柱在乳及乳制品中硫氰酸钠检验中的重复使用效果验证
铌-锆基体中痕量钐、铕、钆、镝的连续离心分离技术
固相萃取-高效液相色谱法测定植物油中苯并[a]芘
SiO2气凝胶在白酒异嗅吸附的应用研究
痕量氢气连续观测仪稳定性分析