一种测定水体中双酚A的方法与流程

本发明属于环境分析领域，具体涉及一种测定水体中双酚a的方法。

背景技术：

双酚a(bpa)是世界范围内大量生产的化学品。它通常用作聚碳酸酯合成中的单体，环氧树脂生产中的增塑剂，以及用于消除聚氯乙烯(pvc)生产过程中多余的盐酸的添加剂。bpa不仅用于生产与食品直接接触的塑料，包括塑料包装和厨具，还用于罐和罐盖的内涂层。最近二十年，对环境中的内分泌干扰物进行了广泛地研究，其中包括了bpa。bpa在肝脏中代谢形成bpa结合态(bpa-glucuronides和bpa-sulfates)，并且大部分以这种形式与尿液一起排泄。为有效保护水体环境，提高城市污水处理厂对bpa的去除效率刻不容缓。污水原水中既存在bpa，又有bpa结合态。为准确评价污水处理厂的去除性能，需精确测定污水等样品中的bpa浓度。此外，矿泉水等水中的bpa浓度水平也是大家关注的焦点，需要准确测定。

bpa在水样中的浓度极低，为了更好的分析其浓度水平，一般需经过固相萃取进行浓缩，然后用有机溶剂进行洗脱。比较常用的有机溶剂是甲醇和乙酸乙酯。但是，仅用乙酸乙酯洗脱时bpa的回收率偏低，导致最后测得的bpa浓度偏低；而仅用甲醇洗脱时，虽然bpa取得理想的回收率，但部分bpa-sulfates也同时被洗脱。

技术实现要素：

在使用gc-ms(气相色谱-质谱联用仪)分析bpa时，通常采用bstfa+1％tmcs衍生化以提高其检测灵敏度。

通常情况下，bpa-sulfates经arylsulfatase酶水解转化为bpa，bpa经bstfa+1％tmcs衍生化试剂衍生为bpa衍生化物，bpa衍生化物作为测定量，最后由gc-ms测定，从而测得bpa的浓度。本发明首次发现bpa-sulfates可直接被bstfa+1％tmcs衍生化试剂脱结合体并衍生化为bpa衍生化物；而且，在只用甲醇作为洗脱剂时，水体样品中的部分bpa-sulfates会和bpa一起被洗脱，bpa-sulfates和bpa被bstfa+1％tmcs衍生化试剂脱结合体并衍生化为bpa衍生化物，进一步的，经过gc-ms测定后，必然会导致测试得到的bpa浓度高于bpa实际浓度。而只用乙酸乙酯作为洗脱溶剂时，虽然bpa-sulfates没有被洗脱出来，但是只有部分bpa被洗脱，那么，经bstfa+1％tmcs衍生化试剂衍生后，经gc-ms测定，必然会导致测试得到的bpa浓度低于bpa实际浓度。

针对以上问题，本发明的目的在于提供了一种测定水体中双酚a的方法，本发明能较为准确的测试水体中双酚a的浓度，有效的避免了其被高估或低估。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种测定水体中双酚a的方法，包括如下步骤：

(1)用甲醇和超纯水对固相萃取小柱进行活化，得到活化后的固相萃取小柱；

(2)将水体样品过活化后的固相萃取小柱，进行固相萃取，然后将萃取结束后的固相萃取小柱在真空下干燥；

(3)用甲醇与乙酸乙酯的混合液洗脱干燥后的固相萃取小柱得到洗脱液，所述甲醇与乙酸乙酯体积比为1:2～2:1；

(4)往步骤(3)所述的洗脱液加入内标物bpa-d16，然后在氮气流下吹干，得到干燥的提取物，将n,n-二甲基甲酰胺(dmf)和衍生化试剂bstfa+1％tmcs加入上述干燥的提取物中，然后进行加热反应，反应结束后冷却至室温，然后添加乙酸乙酯进行定容，用gc-ms对定容液进行分析。

优选的，步骤(4)所述加热的温度为60℃～90℃，更优选为80℃。

优选的，步骤(4)所述反应的时间为30～90min，更优选为60min。

优选的，步骤(1)所述固相萃取小柱的填料为二乙烯苯和n-乙烯吡咯基烷酮。

优选的，步骤(2)所述水体样品取自城市污水、江河水或瓶装水。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

本发明能较为准确的测试水体中双酚a的浓度，有效的避免了其被高估或低估。

附图说明

图1为实施例1中，不同衍生化时间条件(即在烘箱中反应不同时间)下，bpa硫酸结合态(bpa-sulfates)转化为bpa衍生化物的转化率曲线图。

图2为实施例2中，a组中不同甲醇和乙酸乙酯比例的洗脱液洗脱回收bpa的回收率条状示意图。

图3为实施例2，中b组中不同甲醇和乙酸乙酯比例的洗脱液洗脱回收bpa-sulfates的回收率条状示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例中gc-ms分析的参数为：色谱柱hp-5ms毛细管色谱柱。柱箱升温程序：初始温度为120℃，以20℃/min升温至200℃，保持2min，然后以10℃/min升温至280℃，保持5min,然后以20℃/min升温至310℃，保持10min。进样口，传输线，离子源温度分别为250℃、250℃、230℃。载气：高纯氦气，纯度≥99.999％，流速为1.0ml/min；电离方式：ei；进样方式：不分流进样；进样量为1μl；溶剂延迟：4min。固相萃取小柱的填料为亲脂性二乙烯苯和亲水性n-乙烯吡咯基烷酮

实施例所述bpa和bpa-d16购买于dr.ehrenstorfergmbh(augsburg,germany)；所述bpa-sulfates购买于anpellaboratorytechnologies(shanghai,china)inc；衍生化试剂bstfa+1％tmcs购买于registechnologies(usa)inc。

所述固相萃取小柱的填料为亲脂性的二乙烯苯和亲水性的n-乙烯吡咯基烷酮。

实施例所述水样取自于某瓶装水。

实施例1

取200μl浓度为1μg/ml的bpa-sulfates和50μl浓度为1μg/ml的内标物bpa-d16于10ml的棕色玻璃试管，然后在温和氮气流速下吹干，得到干燥的提取物，将50μln,n-二甲基甲酰胺(dmf)和50μl衍生化试剂bstfa+1％tmcs加入上述干燥的提取物中，然后放入80℃的烘箱中分别反应30min、45min、60min、75min和90min，反应结束后冷却至室温，然后添加900μl乙酸乙酯定容，然后将其分别转移至2ml琥珀色色谱瓶小瓶中，进行gc-ms分析。

实施例1测试结果分析：

图1为实施例1中，不同衍生化时间条件(即在烘箱中反应不同时间)下，bpa硫酸结合态(bpa-sulfates)转化为bpa衍生化物的转化率曲线图。转化率的计算公式为：

实施例1的分析结果如下：通常情况下，该结合体应该先经arylsulfatase酶水解，将其转化为bpa后，再用bstfa+1％tmcs衍生化试剂衍生为bpa衍生化物，最后再由gc-ms测定。而本发明发现：(1)bpasulfate可以直接用bstfa+1％tmcs衍生为bpa衍生化物。(2)当衍生化反应时间为60min时，它的转化效率最高，为81.47％。这个衍生化反应时间与bpa的衍生化反应时间一致。这是洗脱液中存在bpasulfates时bpa的浓度为什么被高估的原因所在。

实施例2

一种测定水体样品中双酚a的方法，步骤如下：

(1)用6ml甲醇和10ml超纯水对固相萃取小柱进行活化，得到活化后的固相萃取小柱；

(2)将水样分成12份，每份1000ml，其中5份水样每份加入100μl浓度为1μg/ml的bpa，记作a组；另外7份水样每份水样中加入100μl浓度为1μg/ml的bpa-sulfates，记作b组；

(3)对a组进行如下操作：a组中每份水样通过活化后的固相萃取小柱进行固相萃取，然后将萃取结束后的萃取小柱在真空下干燥1小时；然后对真空干燥后的萃取小柱分别编号为1号小柱、2号小柱、3号小柱、4号小柱和5号小柱，用6ml甲醇洗脱1号小柱、6ml乙酸乙酯洗脱2号小柱、2ml甲醇+4ml乙酸乙酯混合液洗脱3号小柱，用3ml甲醇+3ml乙酸乙酯混合液洗脱4号小柱用4ml甲醇+2ml乙酸乙酯混合液洗脱5号小柱，分别收集1～5号小柱的洗脱液，得到5份洗脱液。每份洗脱液中按照50ng/ml的量加入内标物bpa-d16，然后在温和氮气流速下吹干，得到干燥的提取物，将50μln,n-二甲基甲酰胺(dmf)和50μl衍生化试剂bstfa+1％tmcs加入上述干燥的提取物中，然后放入80℃的烘箱中反应1小时，反应结束后冷却至室温，然后添加900μl乙酸乙酯定容，然后将其转移至2ml琥珀色色谱瓶小瓶中，进行gc-ms分析。

对b组进行如下操作：b组中每份水样通过活化后的固相萃取小柱进行固相萃取，然后将萃取结束后的萃取小柱在真空下干燥1小时；然后对真空干燥后的萃取小柱分别编号为1号小柱、2号小柱、3号小柱、4号小柱、5号小柱、6号小柱和7号小柱，用6ml甲醇洗脱1号小柱、6ml乙酸乙酯洗脱2号小柱、2ml甲醇+4ml乙酸乙酯混合液洗脱3号小柱，用3ml甲醇+3ml乙酸乙酯混合液洗脱4号小柱用4ml甲醇+2ml乙酸乙酯混合液洗脱5号小柱，用8ml甲醇洗脱6号小柱，用10ml甲醇洗脱7号小柱，别收集1～7号小柱的洗脱液，得到7份洗脱液。每份洗脱液中按照50ng/ml的量加入内标物bpa-d16，然后在温和氮气流速下吹干，得到干燥的提取物，将50μln,n-二甲基甲酰胺(dmf)和50μl衍生化试剂bstfa+1％tmcs加入上述干燥的提取物中，然后放入80℃的烘箱中反应1小时，反应结束后冷却至室温，然后添加900μl乙酸乙酯定容，然后将其转移至2ml琥珀色色谱瓶小瓶中，进行gc-ms分析。

实施例2测试结果分析：

关于a组，图2为实施例2中a组中不同甲醇和乙酸乙酯比例的洗脱液洗脱回收bpa的回收率条状示意图。由图2可以得出：仅当洗脱溶剂为6ml的乙酸乙酯时，bpa的回收率较低，随着洗脱液中甲醇的增加，bpa的回收率均较高。

关于b组，图3为实施例2中b组中不同甲醇和乙酸乙酯比例的洗脱液洗脱回收bpa-sulfates的回收率条状示意图。由图3可以得出：当用甲醇和乙酸乙酯的混合液洗脱时，bpa-sulfates回收率几乎为0，而在甲醇作为洗脱液时才会被洗脱出来，并且随着甲醇加入量的增加，bpa-sulfates回收率也随之增大。

综合图2和图3所示，得出以下结果：当洗脱试剂为6ml的乙酸乙酯时，a组中bpa和b组中bpa-sulfate的回收率分别为20％和0％；当洗脱试剂为2ml甲醇+4ml乙酸乙酯混合液时，a组中bpa和b组中bpa-sulfates的回收率分别为90％和0％；当洗脱溶剂为3ml甲醇+3ml乙酸乙酯混合液时，a组中bpa和b组中bpa-sulfates的回收率分别为90％和0％；当洗脱溶剂为4ml甲醇+2ml乙酸乙酯混合液时，a组中bpa和b组中bpa-sulfates的回收率分别为85％和0％；当洗脱试剂改为6ml甲醇时，a组中bpa和b组中bpa-sulfates的回收率则分别为89％和23％；当洗脱试剂为8ml甲醇时，bpa-sulfates的回收率进一步上升至49％；当洗脱试剂为10ml甲醇时，bpa-sulfates的回收率仍为49％。

实施例2不同洗脱溶剂条件下bpa的测定准确性情况如表1所示。不难得出：只有在洗脱溶剂为甲醇和乙酸乙酯按照1:2～2:1的体积混合时，才能够获得较为准确的bpa测定结果。

表1不同洗脱溶剂条件下bpa测定结果

实施例3

验证实验，步骤如下：

用6ml甲醇和10ml超纯水对固相萃取小柱进行活化，得到活化后的固相萃取小柱；

将城市污水处理厂进水水样和出水水样(取自广州市某污水处理厂)分别分为两份，每份为500ml，计作j1，j2，c1，c2；

对j1，c1操作如下：j1，c1中每份水样通过活化后的固相萃取小柱进行固相萃取，然后将萃取结束后的萃取小柱在真空下干燥1小时；然后对真空干燥后的萃取小柱分别编号为1号小柱、2号小柱；对1号和2号小柱分别用3ml甲醇+3ml乙酸乙酯，分别收集1号和2号小柱的洗脱液，得到两份洗脱液。每份洗脱液中按照50ng/ml的量加入内标bpa-d16，然后在温和氮气流速下吹干，得到干燥的提取物，将50μln,n-二甲基甲酰胺(dmf)和50μl衍生化试剂bstfa+1％tmcs加入上述干燥的提取物中，然后放入80℃的烘箱中反应1小时，反应结束后冷却至室温，然后添加900μl乙酸乙酯定容，然后将其转移至2ml琥珀色色谱瓶小瓶中，进行gc-ms分析。

对j2，c2操作如下：j2，c2中每份水样通过活化后的固相萃取小柱进行固相萃取，然后将萃取结束后的萃取小柱在真空下干燥1小时；然后对真空干燥后的萃取小柱分别编号为1号小柱、2号小柱；对1号和2号小柱分别用8ml甲醇，分别收集1号和2号小柱的洗脱液，得到两份洗脱液。每份洗脱液中按照50ng/ml的量加入内标bpa-d16，然后在温和氮气流速下吹干，得到干燥的提取物，将50μln,n-二甲基甲酰胺(dmf)和50μl衍生化试剂bstfa+1％tmcs加入上述干燥的提取物中，然后放入80℃的烘箱中反应1小时，反应结束后冷却至室温，然后添加900μl乙酸乙酯定容，然后将其转移至2ml琥珀色色谱瓶小瓶中，进行gc-ms分析。

实施例3测试结果分析：

当城市污水处理厂的进水水样用3ml乙酸乙酯和3ml甲醇洗脱时，得到的结果为312ng/l；当城市污水处理厂的进水水样用8ml甲醇洗脱时，得到的结果为357ng/l；当城市污水处理厂的出水水样用3ml乙酸乙酯和3ml甲醇洗脱时，得到的结果为42ng/l；当城市污水处理厂的出水水样用8ml甲醇洗脱时，得到的结果为48ng/l。由此可见，当使用8ml甲醇洗脱进水水样或出水水样时，均会导致结果偏高。

不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。