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同位素稀釋-GC-MS 法測定金槍魚中的甲基汞
閱讀:661 發(fā)布時(shí)間:2023-3-30摘要采用 GC-MS氣質(zhì)聯(lián)用儀 電子轟擊離子化開發(fā)了測定魚樣品中甲基汞的形態(tài)分析方法。該方法是基于添加 201Hg 的甲基汞的同位素稀釋法。應(yīng)用添加的甲基汞測定金槍魚中的甲基汞,獲得了很好的結(jié)果。
前言在各種汞的形態(tài)中,甲基汞是毒性強(qiáng)的,原因是它在環(huán)境中的累積和持久特性。研究環(huán)境中的汞形態(tài)分析需要靈敏、專屬和精確的分析方法。分析的第一步,即從樣品基質(zhì)分離甲基汞可能很麻煩。由于一些基質(zhì)中分析物的回收是不固定的,故必須測定分離過程的回收率。這一般是采用標(biāo)準(zhǔn)加入技術(shù),或最近采用的同位素稀釋質(zhì)譜(IDMS)技術(shù)完成的。同位素稀釋(ID)方法與更常見的校準(zhǔn)策略相比,準(zhǔn)確度和精密度均很優(yōu)異。ICP-MS 進(jìn)行痕量元素形態(tài)分析已經(jīng)廣泛采用 ID,而且,最近在測試實(shí)驗(yàn)室用于常規(guī)技術(shù) GC-MS。
實(shí)驗(yàn)部分試劑氯化甲基汞(96%)購自 Aldrich (Steinheim, Germany)。儲(chǔ)備液是將該鹽溶于由乙酸(Merck, Darmstadt, Germany)和甲醇(Merck)以 3:1 組成的混合液中制得。所有標(biāo)準(zhǔn)溶液均在–18 °C 下避光保存,稀釋的工作溶液每天分析前稱重配置。乙酸和甲醇用于從土壤基質(zhì)中萃取有機(jī)錫化合物。2% (w/v)的四乙基硼酸鈉(Galab, Geesthacht, Germany)溶液用0.1 M 氫氧化鈉(Merck)當(dāng)日配置。將適當(dāng)體積的 0.2 M 乙酸(Merck)和 0.2 M 乙酸鈉(Merck)溶液混合得到 pH 5.3 的緩沖溶液。標(biāo)準(zhǔn)加入溶液(富含 201Hg 的甲基汞)購自 ISC-Science 公司(Oviedo, Spain),用甲醇和乙酸的混合物(3:1)逐級(jí)稀釋,并在–18 °C 下避光保存。表 1 是標(biāo)準(zhǔn)加入溶液中丁基錫形態(tài)的同位素組成和濃度。
儀器GC/MS:采用安捷倫(Agilent Technologies, Santa Clara, CA)6890N 氣相色譜儀進(jìn)行色譜分析,配以分流/不分流進(jìn)樣口和HP-5MS 毛細(xì)管色譜?。ń宦?lián)的 5%苯基甲基聚硅氧烷,30 m ×0.25 mm id × 0.25 µm)。該氣相色譜儀配置了安捷倫(AgilentTechnologies) 5973 network MSD 質(zhì)譜檢測器(四極桿)。氦氣作為載氣,1.2 mL min-1 恒定流速。色譜柱初始溫度 60 °C,保持 1 min。以 30 °C min-1 的速率升溫至最終溫度 300 °C。采用分流/不分流進(jìn)樣口的不分流模式進(jìn)樣。傳送管和離子源溫度分別為 280 和 230 °C。電子轟擊離子化的電子能量為 70 eV。甲基汞的同位素比測量基于分子離子,每個(gè)質(zhì)量采用 10-ms 的滯留時(shí)間。手動(dòng)萃取采用固相微萃?。⊿PME)裝置,支架組件和幾支可更換 的 二 乙 烯 基 苯 / carboxen/聚 二 甲基硅氧烷 (DVB/CAR/PDMS, 50 µm/30 µm)纖維購自 Supelco (Madrid, Spain)。金槍魚樣品中甲基汞的萃取和衍生化對(duì)于萃取,約 0.4 g 樣品加入富含 201Hg 的甲基汞并與 15 mL 飽和氯化鈉溶液和 100 µL 濃鹽酸混合。該混合物在室溫下機(jī)械震蕩5 小時(shí)。
3 mL 萃取物置于 SPME 玻璃樣品瓶用 3 mL 乙酸/乙酸鈉緩沖 表 2. 甲基汞的監(jiān)測質(zhì)量和貢獻(xiàn)因子液調(diào)節(jié)為 pH 5.3;加入 1 mL 四乙基硼酸鈉,立即用 PTFE 涂層的硅橡膠隔墊密封樣品瓶。在室溫下,SPME 針頭穿過隔墊,讓纖維在溶液上方頂空位置暴露 15 min。用有 PTFE 涂層的攪拌磁子在恒定速度下強(qiáng)烈攪拌。最后,將纖維抽回到針頭中,轉(zhuǎn)移到 GC 進(jìn)樣口于 260 °C 進(jìn)行熱脫附 1 min。在頂空固相微萃取(HS-SPME)過程中,通過將樣品瓶浸入水浴中來控制溫度。
結(jié)果與討論GC-MS 測定同位素比雖然采用 ICP-MS 很容易測得元素的同位素比,但在 GC/MS 中,分子離子的同位素組成不同于天然的元素,原因是結(jié)合到金屬上的有機(jī)基團(tuán)由于存在 13C 而有不同的貢獻(xiàn)。13C 對(duì)觀察到的 m+1離子的貢獻(xiàn)可以通過公式 1 以簡單直觀的方法計(jì)算:Im+1 = Im•nx13C (1)式中 x13C 是 13C 相對(duì)于 12C 的豐度,n 是分子離子中的 C 原子數(shù),I 是 m 和 m+1 的離子強(qiáng)度。測得的信號(hào)強(qiáng)度通過監(jiān)測 5 個(gè)分子簇來進(jìn)行校正,這 5 個(gè)分子簇相應(yīng)于 198Hg、199Hg、200Hg、201Hg和 202Hg 同位素,以考慮 13C 對(duì) m+1 的貢獻(xiàn)。所用的強(qiáng)度(I)校正公式是:198Hg = 198I (2)199Hg = 199I – x(198Hg) (3)200Hg = 200I – x(199Hg) (4)201Hg = 201I – x(200Hg) (5)202Hg = 202I – x(201Hg) (6)式中 x 是貢獻(xiàn)因子 m+1。表 2 給出了 GC-MS 測定甲基汞所選的分子簇和貢獻(xiàn)因子 x。
結(jié)論發(fā)展了測定魚樣品中甲基汞的精確又準(zhǔn)確的方法。一次進(jìn)樣可以快速計(jì)算樣品中的甲基汞濃度。無需耗時(shí)的校準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)加入或回收率校正過程。該方法校正了甲基汞形態(tài)分析中所有可能的誤差,提供了低的檢測限,而且未經(jīng)培訓(xùn)的人就可以快速簡單地使用。