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中国计量科学研究院张庆合研究员:基于液相色谱-电雾式检测器的全氟磺酸盐响应规律与校准方法研究

基于液相色谱-电雾式检测器的全氟磺酸盐响应规律与校准方法研究



引用本文:陈日安,高燕,初红涛,等.基于液相色谱-电雾式检测器的全氟磺酸盐响应规律与校准方法研究[J]. 化学试剂, 2023, 45(9)134-139.


DOI:10.13822/j.cnki.hxsj.2023.0371



背景介绍


全氟化合物(PFASs)因其持久性、生物累积能力和生物毒性,成为广受关注的新污染物。PFASs种类繁多,而标准物质和标准品种类有限。对于纯度、溶液标准物质研制等领域,由于PFASs多不具备紫外和荧光响应,紫外检测器和荧光检测器无法直接检测。电雾式检测器(CAD)是一种通用性强的检测器,研究PFASs在高效液相色谱-电雾式检测器(HPLC-CAD)上的响应规律与校准方法,对于PFASs的检测及标准物质的研制等具有重要意义。






文章亮点

1. 研究发现全氟丁基磺酸盐(PFBS)、全氟己基磺酸盐(PFHxS)和全氟辛基磺酸盐(PFOS)这3种全氟磺酸盐(PFSAs)在线性范围内采用线性拟合曲线,超线性范围采用双对数拟合曲线进行分段校准,结果准确度高。

2. 3PFSAs的化合物独立校准(CIC)结果与化合物分别拟合校准结果较为一致,采用化合物独立校准方式可行。

3. HPLC-CADPFSAs检测及化合物独立校准研究中的应用提供依据,并支撑相关标准物质的研制。


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内容介绍

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1  实验部分

1.1  主要仪器与试剂

1.2  实验方法
1.2.1 HPLC-CAD方法
1.2.2 PFSAs标准曲线配制
1.2.3 n-/br-PFOS溶液配制

2  结果与讨论

2.1  HPLC-CAD条件优化

2.1.1 液相色谱条件优化

初始流动相比例为30%2 min升高到75%后,保持75%等度洗脱,在该条件下色谱峰完全分离,且3种化合物的出峰时流动相中甲醇比例均为75%PFSAs色谱图见图1

1  3PFSAs混标及n-/br-PFOS标准品色谱图

Fig.1  Chromatograms of 3 PFSAs and n-/br-PFOS

2.1.2  CAD参数优化
152535 ℃3个温度下PFBSPFHxSPFOS的响应相对标准偏差(RSD)分别为3.4%2.7%2.0%。而随着温度升高,3PFSAs响应的精密度变好,35 ℃时,PFBSPFHxSPFOS响应的RSD分别为0.4%0.6%1.1%。且3个化合物单位浓度的响应趋于一致,因此,选择35 ℃作为雾化器温度。经优化,PFBSPFHxSPFOS的检出限均为1.0 µg/g
2.2  PFSAs响应规律及拟合方式
2.2.1  PFSAs响应规律
比较了3PFSAs磺酸盐响应规律(图2),结果表明,在5.02000.0 µg/g浓度范围内,3PFSAs单位浓度响应的RSD1.3%18.4%范围内。随着浓度升高,3PFSAs单位浓度响应均呈现先增加后降低的趋势。短链、低质量数的PFBS不同浓度间单位浓度响应偏差最大,PFOS不同浓度间单位浓度响应偏差最小。

2 3PFSAs响应规律

Fig.2  Response patterns of 3 PFSAs

2.2.2  不同拟合方式比较
2.3  PFSAs独立校准研究

将整体拟合曲线应用于3PFSAs的浓度校准,结果表明,3PFSAs的计算值与配制值RSD0.3%29.9%范围内,与单独的曲线拟合校准结果较为一致。因此,对于3PFSAs采用化合物独立校准方式可行。

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a.线性拟合;b.双对数线性拟合

3  3PFSAs独立校准拟合曲线

Fig.3  Compound independent calibration of 3 PFSAs

2.4 n-/br-PFOS标准品分析应用

本研究首次采用HPLC-CAD进行PFOS异构体成分分析,但由于HPLC-CAD只能进行定量分析,不能进行定性分析,不能准确区分异构体与其他结构类似物杂质。

3  结语

本文设计合成了以七甲川菁为基本骨架,含有吲哚和苯并噻唑衍生物两个杂环基团的近红外菁类荧光探针I-1I-2。在低酸性条件下,这两个探针分别能够发射749753 nm的近红外荧光。探针I-1I-2pKa值分别为2.822.40,能够对1.693.381.782.52范围内的pH值进行定量检测。这两个探针在低酸性条件下迅速发生荧光响应,并显示出高于碱性环境20倍以上的荧光强度,同时,具有良好的稳定性和可逆性。