主题:【第七届原创】水体污染物检测需要好方法

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水体污染物检测需要好方法

    随着科技的快速发展和人民生活水平的大幅提高,附带引发了工业、农业、服务业、生活等废弃物的大量排泄,导致了淡水水体富营养化程度的急剧加重。全国各地的湖泊、池塘、河流、水库等都受到藻类尤其是蓝绿藻水华不同程度的侵蚀,而且日益严重,有的甚至相当严重。

    微囊藻毒素(MicrocysytinMC)是有害蓝藻水华释放的有毒代谢物,是一种强烈的致癌物。到现在为止已从不同微囊藻菌株中分离、鉴定出了多达60多种微囊藻毒素。其中MC-RRMC-LR是目前水体中最常见、毒性最强、急性危害最大的淡水蓝藻毒素,严重的影响水体环境质量和人类及动植物的健康,引起各方高度重视。

    由于这两种微囊藻毒素危害严重,所以对他们的检测、预防、治理就得不断加强和完善。下面就介绍下常用的检测方法--高效液相色谱法测定MC-RRMC-LR

实验部分

原理:

    水样过滤后,水样滤液经富集萃取(固相萃取),浓缩,定容,注入高效液相色谱仪分离、检测、分析计算。

设备

    高效液相色谱仪紫外检测器或DAD检测器+高压输液泵+柱温箱+C18色谱柱+手动进样阀等),SPE固相萃取置(包括C18反相萃取柱)GF/C过滤装置恒温水域氮吹装置4000r/min以上离心机超声波振动仪溶剂过滤器回旋振动仪,电子天平等

试剂

MC-LCMC-RR标准品

三氟乙酸TFA(色谱纯)

乙腈(色谱纯)

甲醇(色谱纯)

乙酸乙酯(色谱纯)

硫代硫酸钠(分析纯)

高纯氮气

超纯水

试样制备

    水样处理取5L水样,GF/C过滤,滤液(水样)过5gODS柱,依次用50mL去离子水、50mL20%甲醇淋洗杂质,50mL80%甲醇洗脱,洗脱液在水域中用氮气流挥发至干燥,残渣溶于10mL20%甲醇,过C18柱,10mL100%甲醇洗脱,洗脱液在水域中用氮气流挥发至干燥,残渣溶于1mL色谱纯甲醇,20℃保存,待测

  膜样处理:取5L水样,GF/C过滤,藻细胞(膜样)冻融三次,100mL5%乙酸萃取30min,以4000r/min离心10min,重复3次,合并上清液,上清液过500mgODS柱,用15mL 100%甲醇洗脱,洗脱液在水域中用氮气流挥发至干燥,残渣溶于10mL20%甲醇,过C18柱,10mL100%甲醇洗脱,洗脱液在水域中用氮气流挥发至干燥,残渣溶于1mL色谱纯甲醇,20℃保存,待测取适量水样,过滤,水样滤液经固相萃取装置富集萃取,氮吹浓缩,定容、过滤、冷藏备用。

    这个过程说简单也简单,主要就是过滤、富集萃取、浓缩、定容、最后过滤等过程,也都是常见的样品前处理过程。说复杂也是非常复杂的。由于这个检测限量非常低,水样的富集程度就非常高,经常取几升甚至几十升水,多次富集萃取、浓缩至近干,费时费力,并且还得保证被测物尽量不损失。

色谱条件

检测器:紫外检测器

色谱柱:Venusil XBP C18 (250 mm× 4.6 mm, 5μm)

紫外检测波长:238nm

流动相:甲醇:水(005%三氟乙酸)=45:55(V/V),使用前微膜过滤,超声脱

流速1.0mL/min

柱温:40

样品进样量:20uL

标准品色谱图:

1.MC-RR  2.MC-LR

某水样色谱图:

    通过以上色谱图大家可以看到,这个样品前处理的效果还是比较好的,杂质比较少,而且基本没有对被测物形成干扰的杂质,这两种被测物的分离度也是非常好的。所以这样我们就可以适当的优化下色谱条件,缩短些检测时间。

    缩短检测时间一般有以下九种方式(前提是必须保证检测结果的准确、可靠。被测物与被测物,被测物与杂质的分离度,也就是目标峰与目标峰,目标峰与干扰峰尽量达到完全分离):

1. 适当加大流速。这种方式采用的较少,因为特定的色谱柱在特定的流速下才有最佳的柱效及检测效果。有的色谱柱增加流速柱效会明显下降,系统压力也会增加,增加了不安全的因素,从而可能会影响检测结果;增加流速还要保证流速和系统压力不要超过色谱柱允许的最大值。

2. 换为更合适的色谱柱。这个最好是像色谱柱生产厂商咨询下。

3. 换为同种规格更短的色谱柱。色谱柱短了,固定相对样品作用的时间就会缩短(减少作用次数),同时也就缩短检测时间。

4. 增加流动相中有机相的比列(反相色谱尤为明显,正向色谱一般正好相反)。这是通过改变流动相的极性,增强了流动相的洗脱能力,从而缩短检测时间。

5. 改变或增加流动相成分。这个也是通过调整流动相的极性缩短检测时间的方法。

6. 升高色谱柱温度。大多样品对温度都较敏感,有的甚至很敏感,升高温度样品活性会更强,洗脱会更快,从而缩短检测时间。

7. 改用超高效液相色谱。超高效液相色谱检测时间短,检测效果也很好,是液相色谱未来发展的有一个方向。

8. 采用梯度洗脱。梯度洗脱是在分析过程中实时改变流动相的组成,改变流动相的极性。通过梯度洗脱方式往往能满足样品完全分离、缩短分析时间、提高检测灵敏度等多种指标。

9. 减小液路的死体积,尤其是进样阀到检测池的死体积。液路死体积小了,样品流过的路径就短,所需的时间就短。

    下面我们通过色谱图比较下,缩短检测时间前后的色谱效果。

原色谱图

    流动相,甲醇:水(005%三氟乙酸)=55:45(V/V),其它色谱条件不变,色谱图:


    色谱柱由250mm长变为150mm长,其它色谱条件不变,色谱图:


    通过以上色谱图我们可以看出,检测时间越短,样品的色谱峰会越窄越高,峰形更好,这样样品的检出限会更低,检测效果更好,结果更准确。

    缩短检测时间好处很多,一次分析有时能缩短几分钟,有时能缩短十几甚至几十分钟,这样首先是省时、省力,提高工作效率;接下来是省流动相、省电以及还可能会省下实验室及实验过程中的其它一些费用;另外实验时间短了,仪器使用的时间也就短了,还会省仪器(减少仪器故障率,延长使用寿命)等等。

    缩短检测时间好处很多,但前提一定得牢记,保证检测结果的准确、可靠是第一位的。一定得满足分离度、重现性等重要指标。优化色谱条件的出发点一定得立足于实验要求以及实验室和分析人员的现状,切不可盲目行事。

    水体污染物检测得稳得准,得需要完美的检测方法。以上是个人对样品分析及色谱优化的一点总结,仅供参考,希望能大家检测带来帮助!欢迎各位仁兄前来评价、指点!

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