固相微萃取_气相色谱联用技术在环境分析中的应用

收稿日期:2007209211 修回日期:2008202222

3通讯联系人:贾　琼,女,博士,副教授,主要从事色谱及分离技术研究.

第24卷第5期

Vol.24　No.5分析科学学报J OU RNAL OF ANAL YTICAL SCIENCE 2008年10月Oct.2008文章编号:100626144(2008)0520595208

固相微萃取2气相色谱联用技术在环境分析中的应用

雷　殷,吴　杰,贾　琼3,刘　平,周伟红

(吉林大学化学学院,长春130022)

摘　要:本文综述了近5年来固相微萃取2气相色谱(SPM E 2GC )联用技术在环境分析

中的应用进展。具体介绍了它在多环芳烃、苯系物、酚类化合物、农药、杂环化合物以及

其他有机挥发物分析中的应用。引用文献158篇。

关键词:固相微萃取;气相色谱;环境分析;进展

中图分类号:O657.7+1 文献标识码:A

1　前言

固相微萃取技术是1989年由Pawliszyn 等[1]在固相萃取技术的基础上提出的,由于其独到的平衡方式和采样方法受到了普遍关注。与其它样品前处理技术相比,SPM E 具有快速、灵敏、方便、无需有机溶剂、可与多种仪器在线联用等特点,已成功应用于多种有机物及无机物的分析。1993年,美国Supelco 公司推出了商品化的SPM E 装置,该装置由手柄和萃取头两部分组成。萃取头是一根涂渍不同色谱固定相或吸附剂的熔融石英纤维,分析时将萃取头插入密封的装有样品或标准品的容器中,再推出萃取头与试样溶液直接固相微萃取(DI 2SPM E )或顶空固相微萃取(HS 2SPM E ),通过萃取头上的固相涂层对样品中的有机分子或无机离子进行萃取和预富集,富集在纤维上的分析物在气相色谱(GC )汽化室进行高温热解吸,并在GC 的色谱柱中进行分析。

由于SPM E 装置可在气相色谱仪的进样口直接进样,不存在接口问题,因此SPM E 自其出现就与GC 联用,现已成为较完善的联用技术。尽管已有关于SPM E 与高效液相色谱、电泳、紫外光谱等检测仪器联用的报道,但SPM E 2GC 仍是目前应用最广泛的技术。其中在环境分析中应用最多,每年都有数十篇关于SPM E 2GC 用于环境分析方面的文章见诸报道。在环境检测中,SPM E 适用于分析各种基质,如气体、液体、固体,分析范围从挥发性到半挥发性有机化合物。本文就2003年以来SPM E 在环境分析领域中的应用进展作一综述,而有关SPM E 的原理、定量依据、装置、取样模式和特点已有许多学者进行了文献总结[2-7],这里不再赘述。

2　SPME 2G C 联用技术在环境分析中的应用进展

2.1　多环芳烃

多环芳烃(PA Hs )是指两个以上苯环以稠环形式相连的化合物,在环境中普遍存在,具有潜在的致癌性。在SPM E 对PA Hs 的分析中,应用最多的是聚二甲基烷氧烷(PDMS )萃取头[8-16],如Li 等[8]用PDMS 萃取头对海水中16种多环芳烃进行了分析,检出限范围为0.1～3.5ng/g ,平均回收率为88.2%。Globig 等[10]设计了管式SPM E 全自动在线分离装置分析河水中的菲,线性范围为1～1000g/L 。王丽丽等[12]分析了雨水中萘、联苯和菲,并考察了加标回收率。Vaz [15]采用PDMS 萃取头,以顶空进样方式对空气中多环芳烃进行了分析。除PDMS 萃取头外,一些新型的萃取头也被用于PA Hs 的分析,如魏黎明等[18]采用聚丙烯酸树脂涂层2固相微萃取2气相色谱/质谱(PA 2SPM E 2GC/MS )联用技术检测城市污水中

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第5期雷　殷等:固相微萃取2气相色谱联用技术在环境分析中的应用第24卷

的多环芳烃和苯系物。Wei等[19]用聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯(PDMS/DVB)萃取头,采用微波辅助固相微萃取方法分析了水中多环芳烃。徐媛等[20]用萃取搅拌棒考察了萃取时间和NaCl浓度对海水中多环芳烃萃取效率的影响,并测定了其含量。

在土质和一些沉积物检测方面,Hawt horne[11]对固体沉积物中的多环芳烃进行了分析;Pino[16]测定了土质中的多环芳烃,实验中采用微波辅助的方法,缩短了萃取的时间。L uan等[17]分析了红树林沉积物中多环芳烃以及菌群对其的降解作用。

2.2　苯及其同系物

分析苯及其同系物(B TEX)时应用较多的为PDMS萃取头[21-35],如Chen等[23]分析环境水中的硝基苯、苯和苯胺。实验选用HS2SPM E方式进样,讨论了萃取头选择、酸度、温度、盐浓度、萃取时间等对萃取效能的影响,所建立的方法对硝基苯、苯、苯胺的检出限分别为0.50、0.11、1.00μg/L。Tang等[26,28]对沥青物质中苯系物进行了分析检测;Zhou等[29]对北京雪中的9中苯系物:苯、甲苯、氯苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、异丙苯、丙苯、二氯苯进行了分析;陈珠灵等[32]对涂料中苯系物进行了分析,Xiong等[33]对新鲜空气中苯系物进行了分析。

除了PDMS萃取头外,其它如PA、PDMS/CAR、PDMS/DVB及一些新型萃取头对苯系物的分析也有报道[16,21,22,36-65]。例如,Tumbiolo等[39]用PDMS/CAR萃取头对空气中苯系物的含量进行了分析; Ezquerro等[40]对土壤中苯系物进行了检测。Cho等[41]采用HS2SPM E2GC测定了地下水中苯系物,实验中使用的PDMS/CA R涂层响应值高于PDMS涂层,但是萃取总量有所减少。PDMS/DVB萃取头也是广泛用于分析苯系物的萃取头,如Ji、Prikryl[43,44]等用PDMS/DVB萃取头分析了水样中苯系物,王若苹[46]用PDMS/DVB萃取头富集了水中9种硝基苯类及5种氯苯类化合物。李碧芳等[50]采用湿法制膜技术制备了PDMS/DVB新型固相微萃取膜,用于珠江水和湖水中邻苯二甲酸酯类化合物的分离富集。

另外,还有一些自制萃取头用于苯系物的分析,如王淼等[53]自制新型联苯分子印迹溶胶2凝胶聚合物涂层固相微萃取头测定水溶液中的苯及其同系物;何轶伦等[54]采用自制的石墨碳萃取头结合气相色谱仪(GC)对室内空气中痕量苯进行定性和定量的分析。赵高峰等[58]以多氯联苯(PCBs)模拟水样为实验样品,优化了杯[4]芳烃探头HS2SPM E的分析条件,并将杯[4]芳烃探头和商用PDMS探头对PCBs的萃取效果进行了比较。申书昌等[59]合成了苯乙烯2丙烯酸乙酯共聚物,以此聚合物与甲基聚硅氧烷色谱固定液混合作为固相微萃取头涂层分析了水中氯苯系化合物。此外,彭家钢等[60]建立了苯并2152冠25涂层2毛细管气相色谱法(HS2SPM E2GC)测定废水中芳香胺类化合物的方法;Guan等[61]用自制聚酞嗪分析水样中硝基苯、硝基甲苯、二硝基甲苯、三硝基甲苯;Wei等[63]用Al2O3萃取头分析室内空气中的苯系物; Djozan等[64]自制聚吡咯膜分析水样中的苯系物。

2.3　酚类化合物

用SPM E方法分析酚类化合物主要集中于酚、氯酚、双酚A等的研究,由于酚是极性化合物,PA萃取头广泛用于此类分析物[66-75]。如Simoes等[66]对处理过和未处理过水中的苯酚和氯酚进行了分析,在优化的实验条件下(PA萃取头,20mL样品体积,10%NaCl,p H4.0,35℃,1000r/min)得到了线性范围、定量限等数据。Estevinho等[67,68]分析了煤灰、污水中的五氯苯酚。李连元等[70]比较了不同萃取头固定相涂层及其膜厚、萃取模式、顶空体积、p H值、离子强度及搅拌对五氯酚萃取律的影响。李向丽等[73]建立了SPM E2顶空衍生化与色谱2质谱联用技术测定水中双酚A定量分析方法,李英等[74]建立了顶空衍生SPM E2GC2MS测定水中双酚A的分析方法,线性范围在0.01～100μg/L,相关系数>0.999,检出限为2.5ng/L。除PA萃取头外,Insa、Braun等[76,77]分别用PDMS萃取头对酒中的氯酚、水中的双酚A化合物进行了分析。其它萃取头如DVB2CA R2PDMS、聚苯胺萃取头、C[4]/O H2TSO萃取头、聚乙二醇硅酯萃取头等用于酚类化合物的分析也已见报道[78-83]。

2.4　有机磷有机氯农药、杀虫剂、除草剂

农药残留对生态环境的破坏是长期而隐蔽的,同时也危及人类的健康。因此,农药残留分析引起了广泛关注。但是,农药组分繁多,样品处理步骤复杂,分析灵敏度和准确性往往不高。SPM E于1994年被首次应用于农药残留分析,已有大量文献报道这方面的工作,其中包括一些文献综述[84-86]。农药污染主要来自有机磷[87-113]、有机氯[21,22,91,95,96,107,1122133]、除虫菊酯等其它农药[91,107,134-149]。

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