离子液体单滴微萃取-高效液相色谱法测定水体中磺胺类药物.pdf

第 3 9卷 2 0 1 1年 1 月 分 析 化 学(F E NXI HUAXUE)研 究 报 告 Ch i n e s e J ou r n a l of An a l y t i c a l Ch e m i s t r y 第 1 期 1 7 21 DO l：1 0 3 7 2 4 S P J 1 0 9 6 2 0 1 1 0 0 0 1 7 离子液体单滴微 萃取一 高效液相色谱法测定水体 中磺胺类药物 吴 翠琴 陈迪云 周爱菊 邓红梅 刘永 慧(广州大学环境科学 与工程学院，广州 5 1 0 0 0 6)(广州大学化学化工学院，广州 5 1 0 0 0 6)摘 要应用离子液体单滴微萃取(S DME)技术，建立 了水体 中 7 种磺胺类 药物的高效液相色谱(H P L C)分析 方法。考察了萃取剂种类与体 积、萃取 时 间、搅拌 速度、溶 液 p H值、盐 浓度 及萃 取温 度对萃 取效 率 的影 响。确定 了最佳萃取条件为：利用 9 p L卜丁基 3甲基咪唑六氟磷 酸盐(C MI MI P F )离 子液体作 为萃 取液滴，在 搅拌速度为 3 0 0 r mi n、萃取温度 为 5 0的条件下，对 p H 3，Na C 1 浓度为 0 3 3 g m L的 1 0 0 m L水样 萃取 3 5 rai n。在 最 佳 条 件 下，7种 磺 胺 在 O 0 0 5 2 0 0 0mg L浓 度 范 围 内呈 良好 的线 性 关 系，线 性 相 关 系数 为 0 9 9 9 4 0 9 9 9 8；检出限为 0 0 0 1 0 0 0 3 mg L(S N=3)；f C MI M P F 6 对 7 种磺胺 的富集倍 数在 2 2 1 0 7 之间；5 次平行测定 的相 对标 准偏 差为 3 1 5 6 ；对 自来水、江水、湖水和废水 的加标 回收率为 8 4 3 1 0 6 。关键 词 离子液体；单滴微萃取；磺胺类 药物；高效液相色谱 引 言 磺 胺类 药物 是指 含有 对氨 基苯磺 酰 胺结 构 的一类 药 物 的 总称，具 有 抗 菌谱 广、疗 效 强 等优 点，是 目 前 水产 养殖 业 中最 常 使用 的抗 生素 之一，广泛 用 于鱼 类 的疖 疮 病、细 菌性 败 血 病、肠 炎病、烂 鳃 病、弧 菌 病 等 的治疗 _ 1 。这类 药 物大 部分 以原 物或代 谢 物 的形式 随粪 便 排 出，最 终 污染 水 体，对 生态 环境 和人 体 健 康构 成严 重威胁。因此，发展 一种 更 为 灵 敏、可靠 且 易 于操 作 的分 析 方 法 用 于 检测 这 类 化 合 物 显 得 尤为 重要。目前，测 定水 中磺 胺类 药物 多采用 固相萃 取法 对水 中磺 胺 进行 浓 缩 萃取。如唐 才 明等 建 立 了 固相 萃取一 高效液 相 色谱一 质谱 法测 定水 中 5 种 磺 胺 及其 它抗 生 素 的 分析 方 法；X u等 也 采 用 这 种 方法 测定 了维 多利 亚港 和珠 江某个 河段 的 3种磺胺 及 其它 抗 生 素。陈璇 等 利 用 中空 纤 维模 式 的液 相 微萃 取一 反萃取技术高效液相色谱法测定动物组织中的 5种磺胺。单滴微萃取(S D ME)9 1 是近年来发展起来 的一种萃取装置简单、成本低、溶剂用量少、操作简便快速的样 品前处理技术。但 S D ME也存在如萃取 溶剂多为有机溶剂，萃取液滴体积小，易挥发，不易高温萃取，萃取维持时间短等缺点，使该方法的灵 敏 度 和重现 性都 受到 一定 的影 响离子 液体 是一 种新 型 绿 色溶 剂，具 有非 挥 发性，热 稳定 性 强，粘 度 和 密 度大 等特 点 I 1,1 2 1，用 作 S D ME的萃 取剂，避 免 了传统 有 机 溶 剂 的缺 点。因此，本 研 究利 用 基 于离 子 液 体 的单滴 微 萃取技 术一 高效 液相 色谱 法 测 定水 体 中 7 种 磺 胺。实验 结 果 显 示，本 方 法 简单 快 速，灵 敏度 高，环 境友 好，对实 际水样 的测 定结 果令 人 满意。2 实验部分 2 1 仪 器与试 剂 1 2 0 0型高效 液相 色谱 仪(美 国 A g i l e n t 公 司)；S D ME装置：包 括 2 5 u L微量进 样 器(瑞 士 H a mi l t o n公 司)、I K A R C T b a s i c加 热磁力 搅 拌器(德 国 I K A 集 团)、1 5 mL顶 空 萃 取 瓶，聚 四氟 乙烯 管 等；P H B 5 p H me t e r(上海伟 业 仪器 厂)。甲醇(HP L C级，Me r c k公 司)；卜丁基一 3 一 甲基 咪唑 六 氟磷 酸 盐(C MI M P F。)、1 一 辛 基一 3 一 甲基 咪唑 六 氟磷酸盐(C s MI M P F )、卜己基一 3 一 甲基 咪唑六氟磷 酸盐(C MI M P F )(9 9 ，上海成捷 化学有限公 司)；磺胺 嘧啶(S D)、磺 胺 二 甲基 嘧 啶(S M2)、磺 胺 甲氧 哒 嗪(S MP)、磺 胺 问 甲氧 嘧 啶(S MM)、磺 胺 甲嗯 2 0 1 0-0 4 1 2收稿；2 0 1 1 0 8 0 2接受 本文系国家 自然科学青 年基金(No 4 0 8 0 3 0 2 6)及广东省 自然 科学基 金(No 8 4 5 1 0 0 9 1 0 1 0 0 1 0 3 7)资助 E m a i l：wu c u i q i n g z h u e d u 0 12 1 8 分 析 化 学 第 3 9卷 唑(S MZ)、磺胺喹嗯啉(S Q X)、磺胺吡啶(S P)(9 9 9，S i g m a公司)；其它试剂均为分析纯。2 2标准 溶液 的配 制 准确称 取适 量磺 胺标 准 品，用 甲醇配 制成 1 0 0 mg L的标 准储 备液，保存 在 一2 0 冰箱 中。使 用时，以 甲醇 稀释 至所需 浓 度。2 3 实验 方法 在萃取瓶中加入 1 0 0 mL水样及磁搅拌子，用 2 5 u L微量进样器抽取 9 l a L离子液体，将针尖浸没于 液面下，缓慢推出离子液体，使其成小液滴悬挂在针尖上。在进样器针尖处套小段特制 的聚 四氟乙烯 管，以增加液 滴 与针尖 的接 触面 积，保 证 液滴 的稳定。设定 搅拌 速度 和萃 取温 度，萃 取 一定 时间后，收 回 液 滴直接进 HP L C进行 分析。2 4色谱条 件 Ag i l e n t E x t e n d-C 1 8 色谱 柱(2 5 0 mm 4 6 mm i d，5 m)。流动 相 A：甲醇，流 动相 B：0 5 冰 乙酸。采 用梯 度洗 脱：0 1 5 mi n，1 0 3 0 A；1 5 2 2 mi n，3 0 5 0 A；2 2 2 3 mi n，5 0 2 0 A；2 3 2 5 mi n，2 0 1 0 A。流速 为 1 0 mL m i n。检测 波长：2 7 2 n m；柱 温：室 温。3结果与讨论 3 1 H P L C条件 的优化 分 别对 7 种磺 胺标 准溶 液进 行紫外 波 长扫描，结 果发 现，7种物 质在 2 7 2 a m 处都 有较 好 的吸收。考察 了 3种流 动相 体系(甲醇一 水、甲醇一 冰乙酸、甲醇 H P O )对 7 种 磺胺 的分 离效 果。结果 表 明，以 甲醇一 水、甲醇一 H P O 为流动相时，色谱峰都有不同程度的前延现象，而采用 甲醇一 0 5 冰乙酸溶液为流 动相，色谱 峰 峰型对 称。在梯度 洗脱 的条 件下 对 7 种 磺胺 均能 达到 理想 分离。3 2 S D ME 条件 的优 化 3 2 1 萃 取剂 的种 类 与体积 的选 择与 传 统 的 液液 萃 取 一 样，合 适 的萃 取剂 是 提 高 分 析灵 敏度 的关 键。本实验考察了 3种离子液体(C MI M P F 、C MI M P F 】、C MI M P F 】)对磺胺的萃取效果，结果 发现，C MI M P F 的萃 取效率 最 高，且 干扰 最小。当萃取剂 C MI M P F 为 6 9 p L时，萃取效率随着萃取剂体积的增加而增大；而 当萃取剂大于 9 g L时，萃取效率反而下降，这是因为萃取剂体积越大，稳定性越差，萃取平衡所需 的时间也越长。因 此，本实验选择萃取剂的体积为 9 L。3 2 2萃取 时 间的影 响 萃 取 时间对 萃取 效率 的影 响如 图 1。在 3 5 rai n 前，萃取效率随萃取 时间的延长而增 大，而 3 5 mi n 后，萃取效率反而有所下降，这主要是由于萃取时间 过长 会加 大 C MI M P F 在 水 样 中的溶 解。本 实 验 选 择 萃取 时 间为 3 5 mi n。3 2 3 搅拌速度的影响 搅拌加速了分析物 向溶 剂的扩散速率，提高萃取效率，但同时也会破坏悬挂 液滴 的稳定性。对 比了不同搅拌速度对萃取效率的 影响(图 2)发现，搅拌 速度在 2 0 0 4 0 0 r mi n时，萃 取 效率 高且 变化 的幅 度较 小，因此 本 实 验 选 取搅 拌 速度 为 3 0 0 r mi n。3 2 4 样 品 溶 液 p H 值 的 影 响 在 p H 1 6范 围 蛊 0 恒 磐 磺胺 S u l f o n a mi d e s 图 1 萃取时 间对萃取效率 的影 响 F i g 1 Ef f e c t o f e x t r a c t i o n t i me o n e x t r a c t i o n e ffi c i e n c y 萃取剂体积(V o l u me o f e x t r a c t i o n s o l v e n t)，9 B L；其它条件 如图 1(Ot h e r c o n d i t i o n s a r e t h e s a me a s i n F i g 1)。1 1 0 mi n；2 2 0 mi n；3 2 5 mi n；4 3 0 mi n；5 3 5 rai n；6 4 0 mi n。S D：s u l f a d ia z i n e；S P：s u l f a p y r i d i n e；S M 2：s u l f a me t h a z i n e；S MP：s u l f a me t h o x y p y r i d a z i n e；内考察 了样 品溶 液 p H值 对萃 取效率 的 影 响(图 3)，M z：。；M M：白 。“。m。Q x：一 结果 表 明，p H 3 时，c MI M P F 对 磺胺 的萃 取效 果 g u i n o x a l i n e o 最好。这 可能 是 因为 p H 3时，磺胺 大部 分 以分子形 态存 在，有 利 于它们 进入 C MI M P F 】。3 2 5 盐效 应 的影 响 以 N a C 1 为 例，研究 了水样 中盐 的浓 度对 萃 取效 率 的影 响(表 1)。由表 1 可 知，第 1 期 吴翠琴 等：离子液体单滴微萃 取 高效液相色谱法测定水体 中磺胺类药物 1 9 嵩 埴 图 2 搅拌速度对萃取效率 的影 响 F i g 2 Ef f e c t of s t i r r i n g s p e e d o n e x t r a c t i o n e ffi c i e n c y 萃取 时问(E x t r a c t i o nt i m e)，3 5 mi n；其它条件如 图 2(Ot h e r c o n d i t i o n s s a me t o F i g 2)。1 1 1 山 茸 磐 p H 图 3 溶液 p H值对萃取效 率的影响 F i g 3 Ef f e c t o f p H v a l u e of s o l u t i o n o n e x t r a c t i o n e ffi c i e n c y 搅拌 速 度(S t i r r i n g s p e e d)，3 0 0 r mi n；其 它 条件 如 图 2(O t h e r c o n d i t i o n s s a me t o F i g 2)。C MI MI P F 对磺 胺 的萃取效 率随 Na C I 浓度 的增加 而增 大。这 可 能是 由于 加入 N a C 1 阻碍 C 4 MI M P F 的 溶解；同时，N a C 1 的强烈水合作用，导致水溶 液 中 自由水 分子 的浓 度显 著 降低，从 而 磺胺 在 水 相 中的浓 度 相对增 加，!gN A c MI M P F 。因此，本 实验 选用 水样 中含 0 3 3 g mL Na C 1 作 为最 佳实 验条 件。表 1 Na C 1 浓度对萃取效率 的影 响 Ta b l e 1 Ef f e c t o f Na C1 c o nc e n t r a t i on o n e x t r a c t i o n e ffi c i e n c y 水样 p H为 3；其它条件如图 4(C o n d i t i o n s：p H 3；o t h e r c o n d i t i o n s a r e t h e s a me a s i n F i g 4)。3 2 6 萃取温度的影响 在萃取过程中，升高温度能增大 目标物的扩散速度，提高萃取效率；但是，升 温会使 目标物挥发，而且温度高，萃取剂也易溶解，导致抽 回的液滴易含有水。实验考察了萃取温度在 3 5 5 5时，C MI MI P F 对磺胺的萃取效果(表 2)。结果发现，随着萃取温度的升高，萃取效率增大，5 0时，萃取效 率最 高；继续 升高 温度，萃取 效率 有所 下 降。因此，本实 验选 取萃 取温 度 为 5 0。表 2 萃取 温度对萃 取效 率的影响 Ta bl e 2 Ef f e c t o f e x t r a c t i o n t e mp e r a t u r e on e x t r a c t i o n e ffi c i e nc y Na C I 浓度，O 3 3 g m L；其它条件如表 1(C o n d i t i o n s：Na C I c o n c e n t r a t i o n，0 3 3 g mL；o t h e r c o n d i t i o n s a r e s a m e a s i n T a b l e 1)。3 3方法 的线性 范 围、检 出 限、精 密度 及富 集倍 数 在优化的萃取条件下，对 7 种磺胺 的线性范围、线性方程、方法检出限(S N=3)、精密度和富集倍数(富集倍 数 为 目标 物 在萃取 剂 中 的浓 度 与在 样 品 中的 最初 浓 度 之 比)进行 了考 察，结 果 见 表 3。图 4为 磺 胺标 准 色谱 图。2 0 分 析 化 学 第 3 9卷 O 5 1 0 l 5 2 O 2 5 t mi n 图 4 磺胺标准色谱 图 Fi g 4 T y pi c a l c h r o ma t o gr a ms o f s ul f o na mi d es a 在最佳实验条 件下，加标 水样(0 1 mg 几)的萃取 谱 图(C h r o ma t o g r a m o b t a i n e d a f t e r C 4 MI N P F 6 e x t r a c t i o n o f s a mp l e s o l u t i o n c o n t a i n e d 0 1 mg L m i x e d s t a n d a r d u n d e r t h e o p t i mi z e d c o n d i t i o n s)：b 加标水样(0 1 mg L)未萃 取前 的谱 图(c h r o ma t o g r a m o f i n i t i a l s o l u t i o n c o n t a in e d 0 1 mg L mi x e d s t a n d a r d)。1 磺胺 嘧啶(S D)；2 磺 胺 吡啶(S P)；3 磺 胺二 甲基 嘧啶(S M2)；4 磺胺 甲氧哒嗪(S MP)；5 磺胺 甲嚼唑(S MZ)；6 磺胺 间 甲氧 嘧啶(S MM)；7 磺胺 喹嚼啉(S Q X)。3 4样 品分析 及加 标 回收 率 对本 地 区的 自来 水、江 水、湖 水 及 废 水 用 0 4 5“m 的滤 膜 过 滤 后，在 最 佳 实 验 条 件 下 进 行 测 定，4 个 水样 中的磺胺浓 度 均低 于本方 法 的检 出限，可 能 与丰水 期 取样 及 水 样 的周 边 没 有 养 殖 厂 不 使 用 磺 胺类 药物 有关。7种磺 胺 的加 标 回收率 为 8 4-3 1 0 6 0 (表 4)。表 4 磺胺物质在水样 中的加标 回收率()Ta bl e 4 S pi ke d r e c o ve r i e s o f s ul f o n a mi d e s i n wa t e r s a mpl e s()第 1 期 吴翠琴等：离子液体单滴微萃取一 高效液相色谱法测定水 体中磺胺类药物 2 1 R e f e r e nc es 1 Z HANG X i a o J u n，Z HE NG B i n，C HE N X u e C h a n g(张 小 军，郑 斌，陈雪 昌)F o o d S c i e n c e(食 品科 学)，2 0 0 9，3 O(8)：23 5 2 37 2 Bo x a l l A B A，Ko l p i n D W，Ha i l i n g S o r e n s e n B，To l l s J En v i r o n S c i Te c h n o 1 ，2 0 0 3，3 7(1 5)：2 8 6 A 2 9 4 A 3 Ta mt a m F，Me r c i e r F，I r e B o t B，Eu r i n J，Di n h Q T，C1 6 me n t M，C h e v r e u i l MS c i To t a l En v i r o n，2 0 0 8，393(1)：8 4 9 5 4 TAN G C a i Mi n g，HUAN G Qi u X i n，Yu Yi Y i，P E NG X i a n-Z h i(唐才 明，黄 秋 鑫，余 以义，彭先 芝)J o u r n a l o f I n s t r u me n t a l An a l y s i s(分 析 测 试 学报)，2 0 0 9，2 8(8)：9 0 9 9 l 3 5 Xu W H，Zha n g G，Zou S C，Li X D，I i u Y C Env i r o nPol l u t，20 0 7，1 45(3)：67 2 6 79 6 TAN J i a n Hu a，T ANG C a i Mi n g，YU Yi Yi，P E NG Xi a n Z h i(谭建 华，唐 才 明，余 以义，彭先 芝)C h i n e s e J o u r n a l o f C h r o ma t o gr a p h y(色谱)，2 0 0 7，2 5(4)：5 4 6 5 4 9 7 I I Ya n-we n MO C e Hu i，Z HAO Na，Z HAN G R u i J i n g，YI Ru Ha n(李 彦文，莫 测 辉，赵 娜，张瑞 京，亦如 翰)Ch i n e s e JAn a 1 C h e m(分 析 化 学)，2 0 0 8，3 6(7)：9 5 4 9 5 8 8 CHE N Xu a n，B AI X i a o Ho n g，F E NG Ti n g，WANG X i a o Yu a n(陈 璇，白小红，冯 婷，王晓 园)C h i n e s e J An a 1 La b(分 析 试 验 室)，2 0 0 8，2 7(1 2)：4 7 5 O 9 J e a n n o t M A，Pr z y j a z n y A，Ko k o s a J M JCh r o ma t o gr A，2 0 1 0，1 2 1 7(1 6)：2 3 2 6 2 3 3 6 1 0 HE X i a o We n，J I AN G Y e，L I U Y a n(何 小 稳，蒋哗，刘 彦)C h i n e s e JA n a 1 C h e m(分 析 化 学)，2 0 1 0，38(5)：72 7 7 3 0 l 1 F U X i n Me i，DAI S h u G u i，Z HANG Yu(付 新梅，戴树 桂，张 余)C h i n e s e J An a 1 C h e m(分析 化 学)，2 0 0 6，3 4(5)：5 9 8 6 0 2 1 2 Ch i s v e r t A，Ro md n I P，Vi d a l L，Ca n a l s AJ C h r o ma t o gr A，2 0 0 9，1 2 1 6(9)：1 2 9 0 1 2 9 5 De t e r m i n a t i o n o f S u l f o na m i d e s i n W a t e r S a m pl e Us i n g I o n i c Li qu i d b a s e d S i ng l e Dr o p M i c r o e x t r a c t i o n Co u pl e d wi t h H i g h Pe r f o r m a n c e Li qu i d Ch r o m a t o g r a p hy W U Cu i Qi n ，CHE N Di Yu n ，ZHOU Ai J u ，DENG Ho n g Me i，L I U Yo n g Hu i (S c h o o l o f En v i r o n me n t a l Sc i e n c e a n d En g i n e e r i n g，Gu a n g z h o u Un i v e r s i t y，Gu a n gz h o u 5 1 0 0 0 6)(S c h o o l o f Ch e mi s t r y a n d C h e mi c a l En gi n e e r i n g，Gu a n gz h o u Un i v e r s i t y，Gu a n g z h o u 5 1 0 0 0 6)Abs t r a c t A nov e 1 m e t ho d wa s de ve l op e d f o r t he de t e r m i n a t i o n of s e ve n s ul f o n a m i d e s i n wa t e r s a mpl e s us i n g i o ni c l i qu i d ba s e d s i ng l e dr o p m i c r oe xt r a c t i o n c ou pl e d wi t h hi gh p e r f o r m a n c e l i q u i d c h r o ma t o gr a p hy The i nf l u e n c e o f e xt r a c t i o n p a r a m e t e r s i nc l u d i ng e x t r a c t i on s ol v e n t，vo l ume o f e xt r a c t i on s o l ve nt，e xt r a c t i o n t i m e，s t i r r i ng s pe e d，p H v a l ue，Na C1 c o nc e nt r a t i on o f s a m p l e s o l u t i o n a nd e x t r a c t i o n t e mpe r a t u r e we r e i n ve s t i g a t e d U s i ng 9 laL 1-b ut y l 一 3 一 me t h yl i m i da z o l i um he xa f l uo r o p h o s p h a t e(C 4 MI M P F 6 )a s e x t r a c t i o n d r o p，1 0 0 mI a q u e o u s s a mp l e wi t h 0 3 3 g mI Na C 1(p H 3)wa s e x t r a c t e d f o r 3 5 mi n wi t h s t i r r i n g a t 3 0 0 r mi n a t 5 0 Un d e r t h e o p t i ma l c o n d i t i o n s，g o o d l i n e a r r e l a t i o n s h i p s we r e o b t a i n e d i n t h e s u l f o n a mi d e s c o n c e n t r a t i o n s o f 0 0 0 52 0 0 0 mg I wi t h t h e c o r r e l a t i o n c o e f f i c i e n t s o f 0 9 9 9 4 0 9 9 9 8；t h e d e t e c t i o n l i mi t s we r e 0 0 0 1 0 0 0 3 mg I (S N=3)；t h e e n r i c h me n t f a c t o r s o f E c 4 MI M P F 6 f o r t h e s e v e n s u l f o n a mi d e s we r e f r o m 2 2 t o 1 07；t he RSD o f m a t r i x s p i ke d s a m pl e s we r e 3 1 一 5 6 (7 z 一 5)The p r o p os e d me t h od wa s a pp l i e d t o t he de t e r m i na t i on o f t he s e v e n s u l f o na mi de s i n t a p，r i v e r，l a ke a nd wa s t e wa t e r wi t h r e c ov e r i e s of t he s e v e n s u l f o n a m i d e s i n t he r a n ge o f 8 4 3 一 1 06 0 Ke y wo r d s I o ni c l i q ui d；S i ng l e d r o p m i c r oe x t r a c t i o n；Sul f on a m i d e s；H i gh pe r f or m a nc e l i q ui d c h r oma t o gr a p hy (e c e i v e d 1 2 Ap r i l 2 01 0；a c c e p t e d 2 Au gu s t 2 0 1 0)