一种超高效液相色谱检测水中1,4-二氧六环的方法与流程

1.本发明涉及一种超高效液相色谱检测水中1,4-二氧六环的方法，属于环境检测技术领域。


背景技术：

2.1,4-二氧六环(c4h8o2)，又称二噁烷，直接用作溶剂稳定剂、润湿剂和分散剂，同时也是医药、化妆品、洗涤剂等消费品以及聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)塑料和乙氧基化化学品制造过程中的副产品。由于1,4-二氧六环在工业过程和消费品中的广泛和频繁使用，同时由于其具有高水溶性(辛醇水分配系数(-0.27)和亨利定律常数(4.88
×
10-6
atm m3/mol))和持久性，1,4-二氧六环在环境介质中广泛分布，导致地表水、地下水和废水，甚至饮用水的污染。
3.1,4-二氧六环会导致肝损伤和肾衰竭，已被证明对动物具有致癌作用，并且可能对生态系统和人类健康构成重大威胁。水环境中普遍存在的1,4-二氧六环已引起越来越多的关注。1,4-二氧六环作为一种新兴污染物，被美国环境保护局(u.s.epa)、国际癌症研究机构(iarc)和有毒物质与疾病登记局(atsdr)归类为可能的人类致癌物。然而，目前国内尚没有水中1,4-二氧六环的污染标准。因此，开发水中1,4-二氧六环的快速检测方法对于掌握水中1,4-二氧六环的污染状况以及制定水中1,4-二氧六环的污染标准非常重要。
4.对于1,4-二氧六环的检测目前主要采用气相色谱或者气相色谱-质谱检测方法，虽然这些方法能获得较低的最低检测浓度，但是所需要的仪器比较昂贵，而且操作流程比较复杂，因此无法得到广泛的应用。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种超高效液相色谱检测水中1,4-二氧六环的方法。
6.为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
7.一种超高效液相色谱检测水中1,4-二氧六环的方法，所述方法步骤包括：
8.(s1)制备待测样品液：采集待测水样制备待测样品液；
9.(s2)绘制标准曲线：制备多种浓度的标准工作溶液并分别通过超高效液相色谱仪在紫外波段下进行测定，对得到的峰面积与对应的标准工作溶液浓度进行回归分析，得到1,4-二氧六环标准曲线；
10.(s3)样品液检测：在与步骤(s2)相同的条件下对步骤(s1)中的待测样品液进行测定，得到待测样品液中1,4-二氧六环的峰面积，代入标准曲线，得到待测样品液中1,4-二氧六环的含量，并计算得到水样中1,4-二氧六环的含量；
11.其中，所述超高效液相色谱仪具有梯度洗脱功能；测定时，色谱柱为t3色谱柱，流动相a为乙腈，流动相b为超纯水，梯度洗脱如下表1所示：
12.表1
[0013][0014]
进一步地，步骤(s1)中，所述待测水样包括饮用水、地表水、地下水、污水厂进出水、污水厂各工艺段水样或实验室模拟1,4-二氧六环试剂水。当实验室模拟试剂水浓度大于等于2.0mg/l，经滤膜过滤后得到待测样品液。
[0015]
进一步地，步骤(s1)中，制备待测样品液时，采用固相萃取方法对待测水样进行富集，然后用淋洗剂进行洗脱，收集洗脱液并浓缩、过滤，得到待测样品液。
[0016]
进一步地，步骤(s2)中，制备标准工作溶液的方法步骤包括：
[0017]
(s21)配制浓度为1.0mg/ml的1,4-二氧六环标准储备溶液：准确称取1,4-二氧六环标准品50.00mg于50ml容量瓶中，用超纯水溶解并定容至刻线，制成1.0mg/ml的标准储备溶液；
[0018]
(s22)配制1,4-二氧六环的标准工作溶液：分别准确移取0.25ml、0.50ml、1.0ml 1,4-二氧六环标准储备溶液于3个10ml容量瓶中，用超纯水稀释并定容至刻线，制成25mg/l、50mg/l和100mg/l标准工作溶液；分别准确移取0.40ml、1.0ml和2.0ml 50mg/l标准工作液于3个10ml容量瓶中，用超纯水稀释并定容至刻线，制成2.0mg/l、5.0mg/l和10mg/l标准工作溶液。
[0019]
进一步地，所述超高效液相色谱仪为具有二极管阵列检测器和梯度洗脱功能的超高效液相色谱仪。
[0020]
进一步地，所述超高效液相色谱仪光学通道波长为190～400nm，更优选为191nm。
[0021]
进一步地，测定时，所述超高效液相色谱仪的柱温为25℃～50℃，更优选为30℃。
[0022]
进一步地，测定时，色谱柱为hss t3柱。
[0023]
进一步地，测定时，流速为0.2～0.5ml/min，更优选为0.3ml/min。
[0024]
进一步地，所述超高效液相色谱仪进行测定的条件为：
[0025]
色谱柱：hss t3柱，1.8μm，柱长100mm，内径2.1mm的反相色谱柱；
[0026]
流速：0.3ml/min；
[0027]
进样量：10μl；
[0028]
柱温：30℃；
[0029]
检测波长：191nm；
[0030]
流动相a为乙腈，流动相b为超纯水；
[0031]
梯度洗脱如下表2所示：
[0032]
表2
[0033][0034]
有益效果
[0035]
本发明提供了一种超高效液相色谱检测水中1,4-二氧六环的方法，通过采用超高效液相色谱分析，以乙腈和超纯水为流动相，控制洗脱条件可实现对水中1,4-二氧六环的检测，操作简便、易于推广，精确度和灵敏度高，适用于实际分析检测应用。相较于传统1,4-二氧六环检测的气相色谱-质谱联用方法，本发明弥补了采用液相色谱检测水中1,4-二氧六环的技术空白，材料方便易得，实验安全可控，可操作性强且设备成本较低。本发明所述方法精密度好，准确度高，方法检出限低至2.0mg/l，可快速准确地测定水中1,4-二氧六环的含量。
[0036]
本发明提供了一种超高效液相色谱检测水中1,4-二氧六环的方法，通用性强，适合各种水体样品的检测，所涉及的仪器(检测器)、色谱柱、试剂耗材都是普及型易获得，可操作性强。
[0037]
本发明提供了一种超高效液相色谱检测水中1,4-二氧六环的方法，通过使用二极管阵列检测器，除了可以得到在指定波长下的色谱图谱，包含保留时间、峰高、峰面积等，还可显示1,4-二氧六环的紫外色谱图，起到一定的鉴别作用。
附图说明
[0038]
图1为浓度为2.0mg/l的1,4-二氧六环标准工作溶液的色谱图。
[0039]
图2为浓度为5.0mg/l的1,4-二氧六环标准工作溶液的色谱图。
[0040]
图3为浓度为10.0mg/l的1,4-二氧六环标准工作溶液的色谱图。
[0041]
图4为浓度为25.0mg/l的1,4-二氧六环标准工作溶液的色谱图。
[0042]
图5为浓度为50.0mg/l的1,4-二氧六环标准工作溶液的色谱图。
[0043]
图6为浓度为100.0mg/l的1,4-二氧六环标准工作溶液的色谱图。
[0044]
图7为1,4-二氧六环的标准工作曲线。
[0045]
图8为实施例2中测试得到的色谱图。
[0046]
图9为实施例3中测试得到的色谱图。
[0047]
图10为实施例4中测试得到的色谱图。
[0048]
图11为实施例5中测试得到的色谱图。
[0049]
图12为实施例6中测试得到的色谱图。
[0050]
图13为对比例1中测试得到的色谱图。
[0051]
图14为对比例2中测试得到的色谱图。
具体实施方式
[0052]
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。实施例有助于更好地理解本发明，但本发明的实施方式不局限于下述实施例。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的色谱纯产品。
[0053]
实施例1
[0054]
一种超高效液相色谱检测水中1,4-二氧六环的方法，方法步骤包括：
[0055]
1.样品液的制备
[0056]
采集的饮用水、地表水、地下水、污水厂进出水、污水厂各工艺段水样以及实验室模拟1,4-二氧六环试剂水采用固相萃取方法进行富集，然后用淋洗剂进行洗脱，收集洗脱液并浓缩、过滤，得到待测样品液；或者实验室模拟试剂水浓度高于方法检出限，可经0.22μm滤膜过滤后，得到待测样品液。
[0057]
2.标准溶液的配制
[0058]
1)标准物质：1,4-二氧六环标准品(色谱纯，纯度≥99.5％)，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；乙腈(色谱纯)，美国thermo fisher scientific有限公司；超纯水(电阻率为18.2mω.cm，25℃)，美国millipore公司。
[0059]
2)标准储备溶液：准确称取1,4-二氧六环标准品50.00mg于50ml容量瓶中，用超纯水溶解并定容至刻线，制成1.0mg/ml的标准储备溶液。
[0060]
3)标准工作溶液：分别准确移取0.25ml、0.50ml、1.0ml 1,4-二氧六环标准储备溶液于3个10ml容量瓶中，用超纯水稀释并定容至刻线，制成25mg/l、50mg/l和100mg/l标准工作溶液；分别准确移取0.40ml、1.0ml和2.0ml 50mg/l标准工作溶液于3个10ml容量瓶中，用超纯水稀释并定容至刻线，制成2.0mg/l、5.0mg/l和10mg/l标准工作溶液。
[0061]
3.仪器分析与定量
[0062]
1)超高效液相色谱仪具有光学二极管阵列检测器(pda)和梯度洗脱功能，品牌：waters，型号规格：acquity uplc h-class。
[0063]
2)色谱条件：
[0064]
色谱柱：hss t3柱，1.8μm，柱长100mm，内径2.1mm的反相色谱柱；
[0065]
流速：0.3ml/min；
[0066]
进样量：10μl；
[0067]
柱温：30℃；
[0068]
检测波长：191nm。
[0069]
流动相a为乙腈，流动相b为超纯水；
[0070]
梯度洗脱如下表3所示。
[0071]
表3
[0072][0073]
3)将不同浓度梯度的标准工作溶液分别注入超高效液相色谱仪进行检测，以标准工作溶液的色谱峰面积与对应的标准工作溶液浓度进行回归分析，得到标准工作曲线；在相同条件下将步骤1的待测样品液注入超高效液相色谱仪进行测定，测得待测样品液中1,4-二氧六环的色谱峰面积，代入标准工作曲线，得到待测样品液中1,4-二氧六环含量，然后根据待测样品液所代表的试样体积计算水样中1,4-二氧六环的含量。
[0074]
采用步骤3中2)色谱条件，浓度为2.0mg/l、5.0mg/l、10mg/l、25mg/l、50mg/l和100mg/l的1,4-二氧六环标准工作溶液的色谱图分别如图1-6所示；所得到的1,4-二氧六环(浓度范围为0～100mg/l)的标准工作曲线如图7所示。
[0075]
4.方法学考察
[0076]
1)方法检出限与定量限
[0077]
取空白超纯水溶液、2.0mg/l、5.0mg/l、10mg/l 1,4-二氧六环标准工作溶液，按照步骤3中2)色谱条件依次进样分析测定，信噪比(s/n)》3为检出限，s/n》10为定量限。结果如下表4所示，本方法的检出限为2.0mg/l，定量限为5.0mg/l，6针定量限溶液的相对标准偏差(rsd)为1.1％。
[0078]
表4
[0079][0080]
2)精密度
[0081]
按照步骤3仪器分析与定量，随机取1,4-二氧六环降解实验室模拟试剂水1份，连续进样6次，记录色谱图，计算色谱图中1,4-二氧六环峰面积的rsd为1.2％，表明精密度良好。结果见下表5。
[0082]
表5
[0083][0084]
3)准确度
[0085]
按照步骤2中标准工作溶液配制方法，10mg/l、20mg/l、50mg/l三个浓度1,4-二氧六环标准工作溶液各配制3份进行仪器分析与定量，回收率在99.6～101％范围内，rsd小于1.3％，表明准确度符合要求。结果见下表6。
[0086]
表6
[0087][0088][0089]
实施例2
[0090]
为了优化1,4-二氧六环的分离度，减少可能的杂质峰干扰，研究了不同流动相梯度洗脱的分离效果。采用与实施例1相同的10mg/l标准工作溶液及色谱条件，区别仅在于：采用如下表7的梯度洗脱程序，色谱图如图8所示。
[0091]
表7
[0092][0093]
实施例3
[0094]
采用与实施例1相同的10mg/l标准工作溶液及色谱条件，区别仅在于：采用如下表8的梯度洗脱程序，色谱图如图9所示。
[0095]
表8
[0096][0097]
实施例4
[0098]
采用与实施例1相同的10mg/l标准工作溶液及色谱条件，区别仅在于：采用如下表9梯度洗脱程序，色谱图如图10所示。
[0099]
表9
[0100][0101]
实施例5
[0102]
采用与实施例1相同的10mg/l标准工作溶液及色谱条件，区别仅在于：采用如下表10梯度洗脱程序，色谱图如图11所示。
[0103]
表10
[0104][0105]
实施例6
[0106]
采用与实施例1相同的10mg/l标准工作溶液及色谱条件，区别仅在于：采用如下表11梯度洗脱程序，色谱图如图12所示。
[0107]
表11
[0108][0109][0110]
结果表明，随着流动相中有机相的减少，1,4-二氧六环的保留时间由1.7min增加
至4.3min，逐渐远离色谱图前端的杂质峰群，其中分离效果以实施例1效果最好。
[0111]
实施例7
[0112]
采用与实施例1相同的10mg/l标准工作溶液及色谱条件，区别仅在于：将实施例1中的柱温分别替换为25℃和50℃，峰面积如下表12所示：
[0113]
表12
[0114][0115]
结果表明，温度为50℃时峰面积最大，但出峰较早，出峰时间易与样品中杂质重合；综合考虑峰面积和保留时间，柱温更优选为30℃。
[0116]
实施例8
[0117]
采用与实施例1相同的10mg/l标准工作溶液及色谱条件，区别仅在于：将实施例1中的流速分别替换为0.2ml/min和0.5ml/min，峰面积如下表13所示：
[0118]
表13
[0119][0120]
结果表明，随着流速从0.2ml/min增大到0.5ml/min，1,4-二氧六环保留时间从6.0min缩减到2.6min，考虑到色谱图前1min～1.5min中杂质峰的干扰以及不同样品杂质峰可能的拖尾，同时考虑到检测效率，流速更优选为0.3ml/min。
[0121]
对比例1
[0122]
采用与实施例1相同的10mg/l标准工作溶液，区别仅在于：采用如下色谱条件：
[0123]
色谱柱：zorbax sb-c18柱，5μm，柱长250mm，内径4.6mm的反相色谱柱；
[0124]
流动相：乙腈：0.1％磷酸＝1：9(v:v)；
[0125]
洗脱条件：等度洗脱；
[0126]
柱温：30℃；
[0127]
色谱图如图13所示，结果表明，1,4-二氧六环未出峰，即所选用的条件不适用于1,4-二氧六环的检测。
[0128]
对比例2
[0129]
采用与实施例1相同的10mg/l标准工作溶液，区别仅在于：采用如下色谱条件：
[0130]
色谱柱：beh c18柱，1.7μm，柱长50mm，内径2.1mm的反相色谱柱；
[0131]
流动相：乙腈：水＝6：94(v:v)；
[0132]
洗脱条件：等度洗脱；
[0133]
柱温：30℃；
[0134]
色谱结果如图14所示，结果表明，1,4-二氧六环的峰被其他杂质所掩盖，无法与杂质完全分离，即所选用的条件不适用于1,4-二氧六环的检测。
[0135]
综上所述，发明包括但不限于以上实施例，凡是在本发明的精神和原则之下进行的任何等同替换或局部改进，都将视为在本发明的保护范围之内。