柱后衍生-高效液相色谱法测水中草甘膦

2022-09-10

近年来, 随着转基因抗草甘膦作物的发展, 草甘膦用量逐年增加, 已成为世界上应用最广, 产量最大的农药品种。目前, 水中草甘膦的检测方法主要有分光光度法, 高效液相色谱法, 液相色谱-质谱联用法, 离子色谱法和气相色谱法等。采用液相质谱, 无需样品预处理, 但仪器昂贵, 难以普及。分光光度法方法繁琐, 易受其它离子的干扰, 常常使分析结果偏高。按照常规的方法, 往往要承受一些很费时和麻烦的样品前处理过程, 且重现性不好。

本文采用直接进样20.0ul, 经柱后衍生化的方法过柱分析, 省去了前处理的麻烦, 也提高了检测的准确度和重现性。

本方法的建立是基于在高效液相色谱HPLC与荧光检测器之间加一个柱后衍生装置, 首先水样中草甘膦经阳离子交换柱分离出来后, 用次氯酸钠盐溶液将草甘膦氧化成氨基乙酸;然后氨基乙酸与邻苯二醛 (OPA) 和2-巯基乙醇 (EMRC) 的混合液反应, 生成一种强光的异引哚产物, 用高灵敏的荧光检测器进行检测。

一、实验材料与方法

1. 主要仪器与试剂

仪器:Waters E2695高效液相色谱仪、Waters 2475荧光检测器、Pinnacle PCX柱后衍生仪、Empower3工作站;Mlili-Q超纯水机。

试剂:草甘膦:国家标准样品中心提供。草甘膦标准值100ug/m L;

超纯水:Mlili-Q超纯水

2. 色谱条件

色谱柱:K型阳离子交换柱 (4.0*250mm*5μm) ;

流动相:磷酸甲洗提液

洗脱流速:等度洗脱, 流速为0.4ml/min;

柱温:50℃;进样量:20.0ul

检测器:2475荧光检测器

检测波长:激发波长λex330nm, 发射波长λem465nm。

3. 标准溶液的配制

分别准确量取100ug/m L的草甘膦标准储备液, 用纯水配制成浓度为20.0, 40.0, 60.0, 120, 150, 200μg/L的标准系列溶液。现用现配。在设定色谱条件下, 对标准系列进行高效液相色谱分析。

4. 水样的预处理

草甘膦在氯消毒过的水中容易降解, 且对玻璃表面有较强的吸附作用。因此, 饮用水采样时, 需加入100mg/L的硫代硫酸钠脱氯。水样采集后, 用聚丙烯容器来储存水样。

二、结果与讨论

1. 检测波长的选择

选用2475检测器3D波长扫描, 从激发波长λex220nm~340nm, 发射波长λem420~480nm, 发现在激发波长λex 330nm, 发射波长λem 465nm时灵敏度较好, 且杂峰相对较少。综合考虑峰形和基线情况, 选择λex330nm, λem465nm。图1为草甘膦标准色谱图。

2. 标准曲线及保留时间重复性测定

(1) 按照所确定的液相色谱分析条件测定标准系列, 草甘膦质量浓度在20.0~200ug/L, 与峰面积呈现良好的线性关系, 线性方程Y=1.31×105χ+1.80×104, 相关系数R2=0.9997.

(2) 对草甘膦标准溶液, 在λex330nm, λem465nm下进行平行测定6次, 得下列数据:测定次数6, 保留时间测定平均值8.097, 相对标准偏差%0.1。

3. 方法检出限及测定下限

用草甘膦标准溶液 (标准值100ug/m L) 配制一接近5倍信噪比对应浓度的标准溶液, 分别为草甘膦40.0μg/L。对该溶液平行双份, 每份平行测定6次, 结果填入表1中, 并进行计算。根据HJ/T168-2004《环境监测分析方法标准制订技术导则》, 由单侧t分布表查出置信水平95%时t值, 将标准偏差乘以t值, 即为所求的方法检出限。取t=5, 计算出

检出限MDL (草甘膦) =5S=2.509μg/L;

测定下限RQL (草甘膦) =4MDL=10.036μg/L

4. 精密度和准确度试验

分别向纯水、饮用水和水源水中加入草甘膦标准溶液, 配制一低浓度的0.2c标准溶液 (分别为草甘膦40.0μg/L) 和0.5c标准溶液浓度 (分别为草甘膦100μg/L) 及高浓度0.75c标准溶液浓度 (分别为草甘膦150μg/L) 。对上述三种溶液平行双份, 每份平行测定6次, 结果进行计算, 并填入下表中。

从上表可见, 该方法的平均回收率为88.5~102.1%。相对标准偏差<2.0%。数据重现性好, 准确度高。

5. 结果与讨论

1.系统使用前, 应用纯水冲洗干净。有机溶剂的残留可能会造成色谱柱中树脂膨胀, 产生高背压和峰展宽。K型阳离子交换柱在使用过程中, 应小心离子污染。铁离子及其他多价阳离子的存在可能导致分离效果变差, 并可能导致不可逆转的损坏。且所有的样品必须使用0.45um的滤膜过滤。

2.在实验过程中, 因OPA衍生试剂对氧敏感, 并逐渐降解。所以必须使用氮气加压, 防止反应。

三、结论

本试验选用的柱后衍生-高效液相色谱法, 水样直接进样20.0u L, 检出限为0.00251mg/L, 在0.02~0.20mg/L内呈现很好的线性关系, 线性回归方程Y=1.31×105χ+1.80×104, 相关系数R2=0.9997, 相对标准偏差为1.1%~1.8%, 加标回收率为88.5%~102.1%。该方法精密度好, 准确度高, 结果可靠, 能满足水源水及饮用水中草甘膦的测定要求。

摘要：建立了柱后衍生-高效液相色谱法直接进样检测水源水中和生活饮用水中草甘膦的方法。该方法选用柱后衍生, 水样直接进样20.0ul, 经K型阳离子交换柱分离后水样中的草甘膦衍生成一种强荧光物质, 以荧光检测器进行检测。我们还对该方法的准确度和精密度进行了试验, 结果表明该方法分离效果好、灵敏度高、重复性好, 能够满足生活饮用水和水源水中草甘膦的检测要求。草甘膦的相关系数R2为0.9997, 方法检出限为0.00251mg/L, 加标回收率为88.5%102.1%, 相对标准偏差<2%。

关键词：草甘膦,柱后衍后,高效液相,水