化工儀器網(wǎng)
技術(shù)文章
同位素稀釋-GC-MS 法測(cè)定金槍魚中的甲基汞
閱讀：927 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(kāi)發(fā)了測(cè)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(cè)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(cè)定分離過(guò)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(jiàn)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(cè)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(gòu)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(gòu)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(cè)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(cè)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(gòu)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(cè)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(guò)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(guò)程中，通過(guò)將樣品瓶浸入水浴中來(lái)控制溫度。
結(jié)果與討論GC-MS 測(cè)定同位素比雖然采用 ICP-MS 很容易測(cè)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(guò)公式 1 以簡(jiǎn)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(cè)得的信號(hào)強(qiáng)度通過(guò)監(jiān)測(cè) 5 個(gè)分子簇來(lái)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(cè)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(cè)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(wú)需耗時(shí)的校準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)加入或回收率校正過(guò)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(cè)限，而且未經(jīng)培訓(xùn)的人就可以快速簡(jiǎn)單地使用。