分散液液微萃取技术在禁用偶氮染料检测中的应用初探

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摘要：将分散液液微萃取技术应用于纺织品中禁用偶氮染料检测。考察了萃取剂种类、萃取剂体积、分散剂种类、分散剂体积、溶液 pH 值、盐浓度、萃取时间等分散液液微萃取条件对萃取与测定的影响。在最优条件下，禁用偶氮染料实现了基线分离。

关键词：分散液液微萃取；禁用偶氮染料；气相色谱质谱联用

1 引言

分散液液微萃取（Dispersive liquid liquid microextraction， DLLME）于 2006年首次提出[1]，是一种新型的前处理技术。首先在样品溶液中加入数十微升萃取剂和一定体积分散剂，混合液经轻轻振荡后即形成一个水/分散剂/萃取剂的乳浊液体系，再经离心分层，用微量进样器取出萃取剂就可直接进样分析。该方法集采样、萃取和浓缩于一体，是一种操作简单、快速、成本低、富集效率高且对环境友好的样品前处理新技术[2]，易于实现与气相色谱、气相色谱质谱联用、液相色谱、液相色谱质谱联用、原子吸收分光光度计等仪器联用，实现农药残留、食品安全、重金属分析等领域的痕量分析。

禁用偶氮染料经还原得到对应的芳香胺化合物，易溶于水、甲醇等极性较强的溶剂。本文根据DLLME及芳香胺化合物的性质，将DLLME应用于纺织品可还原为20种致癌芳香胺的禁用偶氮染料检验，选取了最佳DLLME萃取条件，建立了切实可行的检测方法[3]。

2 试验部分

2.1 仪器与试剂

仪器：Trace GC Ultra ISQ 气相色谱-质谱联用仪（Thermo Fisher公司），VDRTEX-5型混匀器（海门市其林贝尔仪器制造有限公司），TDL-60B型台式离心机（上海安亭科学仪器厂）。

试剂：甲醇、氯苯、三氯甲烷、二氯甲烷、乙腈、四氯化碳、四氢呋喃均为色谱纯。其他常用试剂均为分析纯。试验用水为三级水。

标准品：4，4'-二氨基二苯甲烷及4，4'-亚甲基-二-（2-氯苯胺）购自美国AccuStandard公司，2，4-二氨基苯甲醚购自美国Sigma-Aldrich公司，其他禁用偶氮染料均购自德国Dr.Ehrenstorfer公司。

2.2 气相色谱质谱条件

气相色谱条件：TR-5MS 石英毛细管柱（30m×0.25mm×0.25?m）；载气为高纯氦，纯度 >99.999%；恒定流速 1.0mL/min；进样口温度为 250℃；不分流进样；采用程序升温，初始温度 60℃，以 12℃/min 的速度升温至 210℃，再以15℃/min 的速度升温至 230℃，继而以3℃/min 的速度升温至 250℃，再以25℃/min 的速度升温至 280℃，保持 2 min [4]。

MS 条件：色谱-质谱接口温度为 250℃；离子源为电子轰击电离（EI），电离能量 70 eV，离子源温度 250℃，溶剂延迟 4 min；DLLME优化部分数据采集方式为全扫描模式（SCAN），扫描范围（m/z）为 50amu～350amu，以常检出物质联苯胺及3，3’-二甲氧基联苯胺为例来考察。

2.3 DLLME步骤

移取1 mL 浓度为5.0 ?g/mL 的24种禁用偶氮染料混合标准溶液（用甲醇配制），加入含有15mL 预热过的柠檬酸盐缓冲液（0.06 mol/L，pH=6.0）的螺口反应器中，旋紧反应器，用力振摇，使溶液充分混合均匀。移取5mL混合后的溶液至15 mL 带塞的尖底离心试管中，预先混匀50.0 μL三氯甲烷（萃取剂）和 1000 μL 甲醇（分散剂），用称液器迅速将其注入样品溶液中，轻轻振荡，立即形成一个甲醇/三氯甲烷/水的乳浊体系。乳浊体系于4500 rpm 离心 3 min，分散在溶液中的三氯甲烷沉积到底部，用微量移液器吸取离心管底部有机相于微量进样管中供GC-MS分析。

3 结果与讨论

3.1 DLLME条件优化

3.1.1 萃取剂的种类及体积选择

影响萃取效率的一个重要因素是萃取剂的选择。在 DLLME 技术中，萃取剂需满足以下条件：密度大于水、不溶于水、对待测物有较强的溶解能力、色谱行为良好。一般选择卤代烃作为萃取剂。试验考察了二氯甲烷（CH2Cl2，1.33 g/mL）、氯苯（C6H5Cl，1.11g/mL）和三氯甲烷（CHCl3，1.50g/mL）、四氯化碳（CCl4，1.60g/mL）、四氯乙烯（C2Cl4，1.63g/mL）作为萃取剂时对禁用偶氮染料的萃取能力。

观察试验现象，用二氯甲烷和氯苯作为萃取剂时，目标分析物在较短时间内无法沉积至离心管底部，故排除二者。其余三者经DLLME分析进样后，四氯乙烯作为萃取剂的DLLME样品色谱行为较差，四氯化碳的富集能力低于三氯甲烷，故选择三氯甲烷作为萃取剂。

萃取剂体积的大小显著影响分析灵敏度。萃取剂体积过大，对目标分析物具有稀释作用，降低萃取效率。试验考察了不同萃取剂体积对萃取效率的影响，如图 1 所示，结果表明，萃取剂体积为 100 μL 时，萃取效果最佳，且重现性好。故选择萃取剂体积为 100 μL。

萃取条件：萃取剂为三氯甲烷，1.0 mL丙酮（分散剂），以4500 rpm离心3.0 min，萃取时间0.1 min，样品溶液浓度0.3125 μg/mL，改变萃取剂体积。

3.1.2 分散剂的种类及体积选择

在 DLLME 萃取过程中，分散剂的选择影响样品溶液乳化体系的形成及稳定性，从而影响富集效果。试验分析了丙酮、甲醇、乙醇、乙腈、异丙醇和四氢呋喃作为分散剂时的萃取效果。图2表明，选择甲醇作为分散剂时，萃取效果明显优于其他分散剂。

萃取条件：50 μL萃取剂，改变分散剂种类，其他条件同图1。

分散剂甲醇的量直接影响萃取剂在样品溶液中的分散程度，从而影响富集效果。本试验分析考察了不同分散剂体积对萃取效率的影响，如图 3 所示。当分散剂体积为 200 μL 时，目标分析物在样品溶液中分散不完全，当分散剂体积增至 1000 μL 时，促使部分丙酮溶于萃取剂沉积在离心管底部，对分析物起到稀释作用。由图 3 可看出，萃取效果在 800 μL 时达到最大，故选取分散剂体积为 800 μL。

萃取条件：分散剂为甲醇，改变分散剂体积，其他条件同图2。

3.1.3 溶液pH值及盐浓度的选择

在液相微萃取中，调节样品溶液值，使分析物以分子形式存在，可以提高萃取效率。同时，利用盐析效应，在样品溶液中加入无机盐可降低分析物在样品溶液中的溶解，促使更多的分析物被分配到萃取相中。本试验研究对象为禁用偶氮染料，其结构均含有苯胺，国家标准[4]对其在萃取过程中分子存在形式及在萃取剂中的溶解度已有多年研究，故沿用国家标准[4]中规定的0.06 mol/L、pH值为6.00的柠檬酸盐缓冲溶液。

3.1.4 萃取时间的选择

萃取时间短是 DLLME 的一个显著特点。试验考察了萃取时间在 0.1min～8.0min的萃取效率，从图 4 可看出萃取时间对萃取效率没有明显影响。这是由于在萃取过程中形成一个水/分散剂/萃取剂的乳浊体系，萃取剂被快速均匀分散在样品溶液中，使待测物转移到萃取相中，从而迅速达到萃取平衡。故选择萃取时间为 0.1min。

萃取条件：0.06mol/L柠檬酸盐缓冲溶液，pH=4.0，改变萃取时间，其他条件同图3。

3.2 萃取前后最佳色谱图对比

经过优化选择得到最佳的 DLLME 条件：50 μL 三氯甲烷（萃取剂），1.0 mL 甲醇（分散剂），以 4500 rpm 离心 3.0 min，柠檬酸盐缓冲液（0.06 mol/L，pH=6.0），萃取时间 0.1 min。图 5 为萃取前及萃取后的色谱叠加图，从二者的色谱叠加图中可以看出，经过 DLLME技术萃取，24种禁用偶氮染料（样品溶液浓度0.3125 μg/mL）的峰面积明显高于直接进样（1.0 ?L 浓度为5.0 ?g/mL 的24种禁用偶氮染料混合标准溶液），由此可见经DLLME萃取24种禁用偶氮染料可得到明显富集。

萃取后：将 DLLME 用于24种禁用偶氮染料的萃取，萃取条件： 50 μL三氯甲烷（萃取剂），1.0 mL甲醇（分散剂），以4500 rpm离心3.0 min，柠檬酸盐缓冲溶液0.06mol/L、pH=6.0，萃取时间为0.1 min，样品溶液浓度0.3125μg/mL。

注：出峰顺序：1（邻甲苯胺）；2（2，4-二甲基苯胺；2，6-二甲基苯胺）；3（邻甲氧基苯胺）；4（对氯苯胺）；5（2-甲氧基-5-甲基苯胺）；6（2，4，5-三甲基苯胺）；7（4-氯邻甲苯胺）；8（2，4-二氨基甲苯）；9（2，4-二氨基苯甲醚）；10（2-萘胺）；11（4-氨基联苯）；12（4，4’-二氨基二苯醚）；13（联苯胺）；14（4，4’-二氨基二苯甲烷）；15（3，3’-二甲基-4，4’-二氨基二苯甲烷）；16（3，3’-二甲基联苯胺）；17（4，4’-二氨基二苯硫醚）；18（3，3’-二氯联苯胺）；19（4，4’-亚甲基-二-（2-氯苯胺））；20（3，3’-二甲氧基联苯胺）。GB/T 17592―2011 （气质联用法）中，邻氨基偶氮甲苯、5-硝基-邻甲苯胺经方法处理后进样检测分解为邻甲苯胺和2，4-二氨基甲苯。4-氨基偶氮苯的前处理方法依据GB/T 23344 [4]。

4 结论

本文初步研究了 DLLME 技术在禁用偶氮染料检测中的应用。优化了影响该方法的一系列萃取条件，并得出最佳DLLME萃取条件。该方法与气相色谱质谱联用，具有操作简单、萃取时间短、富集效果好、环境友好等优点，有望达到效率、质量及生态性的最佳组合。

参考文献：

[1] Rezaee M， Assadi Y， Milani Hosseini M R， et al. Determination of organic compounds in water using dispersive liquid-liquid microextraction[J]. Journal of Chromatography A， 2006， 1116（1-2）： 1-9.

[2] Zang X H， Wu Q H， Zhang M Y， et al. Developments of dispersive liquid-liquid microextraction technique[J]. Chinese Journal of Analytical Chemistry， 2009， 37（2）： 161-168.

[3] 许泓，佟晖. 固相微萃取法在禁用偶氮染料检测中的应用初探[J]. 分析测试分报，2000，19（1）：76-78.

[4] GB/T 17592―2006 纺织品 禁用偶氮染料的测定[S].

（作者单位：福建省纤维检验局）