高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法测定
浒苔中总锡及有机锡形态
崔维刚1, 2 , 李景喜＊ 2 , 陈发荣2 , 杨春茹1 , 杨东方1 , 王小如2, 3
(1.上海海洋大学水产与生命学院, 上海201306;2.国家海洋局第一海洋研究所, 青岛266061;
3.中国海洋大学化学化学化工学院, 青岛2661001)
摘 要:采用高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用技术研究了青岛近海
浒苔中锡元素总量及具有毒性的有机形态。方法检测限为0.035 μg/g, 加标回
收率91%～ 108%, 相对标准偏差为4.5%, 青岛近海浒苔中锡总量在0.10 ～
0.55 μg/g范围内。对样品进行有机锡形态分析结果显示, 浒苔纤谨中有机形态的
锡以三苯基锡为主, 其他形态的有机锡未检出。
关键词:高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱;浒苔;锡;形态分析
中国分类号:O657.63 文献标识码:A 文章编号: 1000-0720(2010)07-049-04
浒苔是隶属于绿藻门石莼科浒苔属的一种草
绿色海洋植物[ 1] 。大型绿藻具有相当的营养价
值[ 2, 3] , 而且具有抗菌消炎、降胆固醇、增强机
体免疫力之功效[ 4] 。在海洋环境中浒苔具有很强
的吸附作用[ 5] , 适量的浒苔能够起到净化海洋环
境的作用。
此前的工作多是有关浒苔生物特性的研
究[ 6 ～ 12] , 而有关浒苔中元素总量及元素形态的分
析测试较少, 尤其是造成海洋环境严重污染的有
机锡的研究[ 13, 14] 。目前, 由于海洋环境中有机锡
含量较低, 以往的研究方法较难检出[ 15] 。而具有
高效毁笑基分离功能的高效液相色谱仪(HPLC)以及高
灵敏度的电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)联用
在元素形态分离和元素总量定性、定量检测方面
具有重要意义。
本实验以HNO3和H2O2为消解体系, 采用高
压闷罐法对浒苔样品进行消解, 并用乙腈-水-乙
酸-三乙胺萃取样品中不同形态的有机锡, 分别用
ICP-MS和HPLC-ICP-MS对样品进行总锡和有机
锡检测分析, 该方法简便、快速、准确, 为研究
海洋环境中锡污染及评价提供了一定的技术支撑
和科学依据。
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
7500a型电感耦合等离子体质谱仪(美国Agilent
公司);1100 型高效液相色谱色谱仪(美国
Agilent公司);Z383K型离心机(德国HERMLE);
真空冷冻干燥机(美国LABCONCO公司)。Milli-Q
超纯水处理系统(美国Milipore公司);流速
100 μL/min的石英晶体同心微流雾化器(美国Agilent
公司)。
HNO3 、H2O2 均为优级纯(德国Merck公司);
色谱纯级乙腈(德国Merck公司), 流动相V(乙
腈)∶V(H2O)∶V(乙酸)=65∶23∶12;三甲基氯化
锡(TMT)、二丁基氯化升磨锡(DBT)、三丁基氯化锡
(TBT)和三苯基氯化锡(TPHT)标准品(美国SigmaAldrich
公司);二苯基氯化锡(DPHT)(比利时
AcrosOrganics公司);有机锡标准为1000 mg/L
(以Sn 计)的储备液稀释至: 10、20、50、
100 μg/L。
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＊ 收稿日期: ;修订日期:
基金项目:海洋公益性行业科研专项(200705011)、科技基础性工作专项(2008FY230600)和国家海洋局第一海洋
研究所基本科研业务费专项(2007G17)资助项目
作者简介:崔维刚, 男, (1982 -), 硕士研究生;E-mail:cuiweigang2008@yahoo.com.cn
浒苔样品采集于青岛近海海域, 石老人、奥
帆基地、第一海水浴场等8个点位。样品经水洗,
真空冷冻干燥、研磨粉碎, 冰箱4 ℃下保存。
1.2 仪器校正
实验中采用10 μg/kg的Li(7)、Y(89)、
Tl(205)调谐液进行仪器校准, 使其具有较好的灵
敏度和稳定性;并用1 μg/g的Li(6)、Sc(45)、
Ge(72)、Y(89)、In(115)、Tb(159)、Bi(209)
内标液进行信号飘移校正, 30 min内其RSD≤
10%。
配制0、10、20、50、100 μg/kg的系列标准
溶液, 建立各元素标准曲线, 其线性相关系数1≥
r≥0.9995。
ICP-MS工作参数:射频功率:1500W;采样
深度:7.2 mm;石英晶体同心微流雾化器;载气
流速0.67 L/min;补偿气流速:0.21 L/min;加
氧量(O2 /Ar混合气, 其比例为1 /4):30%;雾化
温度: -5 ℃;样品锥:铂锥;分析柱:Agilent
TC-C18 (250 mm × 4.6 mm, 5 μm );流速
0.6mL/min;进样量:20 μL。
1.3 浒苔样品的前处理
1.3.1 浒苔中元素锡总量测定的前处理 准确称
取0.1g浒苔样品于PTFE(聚四氟乙烯)高压密闭
消解罐中, 应用聚四氟乙烯吸管, 准确移入消解
罐4 mlHNO3 , 经钢套旋紧, 并置于烘箱中在
80 ℃下进行预消解, 4 h后将消解罐移至通风橱
内降温至约20 ℃, 旋开放气, 并立即旋紧置于烘
箱中进行170℃条件下的完全消解4h。消解完全
后, 将消解罐转移至通风橱内冷却降温, 并加入
1 mLH2O2 , 30 min之后转移至一次性PET瓶中,
用水定重至20g。
1.3.2 浒苔中有机锡形态测定的前处理 准确
称取0.5 g浒苔样品于10 mL离心管中, 加入
5 mL配制的流动相, 超低温萃取15 min, 重复
6次, 转速为6000 r/min离心去除残渣, 取上清
液, 过0.22 μm有机滤膜后保存于4 ℃冰箱。
2 结果与讨论
2.1 浒苔中锡总量分析
2.1.1 消解方法的选择 在目前的研究中, 待测
样品中元素总量的前处理方法有:王水回流法、
干法消化法、微波消解法、高压闷罐消解法。微
波消解法和高温高压闷罐消解法由于其需样量小,
耗酸较少, 消解彻底, 而且在密闭状态下消解,
不易对实验室环境产生污染, 因此成为目前广泛
采用的方法。
2.1.2 检出限、精密度、准确性 平行测定11
次空白溶液, 以计算3倍的相对标准偏差(RSD),
其对应的浓度值为其检出限, 根据此方法, RSD
为4.5%;元素锡检测限为: 0.035 μg/g, 见
表1。
选用海涛园浒苔样品, 通过加标回收实验,
获得方法的准确度, 检测结果见表1、表2。
表1 浒苔加标消解测得结果
Tab.1 ResultsoftotalSnofReferencematerialsinEnteromorphaprolifera(
n=3)
样品
编号
测得量
w/(μg/kg)
加入量
w/(μg/kg)
测得总量
w/(μg/kg)
回收率
/%
1 107.30 100 204.60 97.3
2 107.30 100 215.30 108.0
3 107.30 100 198.40 91.1
表2 青岛近海浒苔中元素锡总量分析结果
Tab.2 DeterminationresultoftotalSnfrom thecoastal
zoneofQindao(n=3)
样品
编号
样品采集地
锡元素总量
w/(μg/kg)
RSD
/%
1 石老人390.93 4.3
2 极地海洋世界434.96 3.7
3 奥帆基地517.96 4.8
4 麦岛139.06 7.2
5 海涛园107.30 8.1
6 花石楼178.53 6.5
7 第一海水浴场412.66 5.3
8 栈桥311.70 3.7
通过上述采样点的浒苔中元素锡总量分析发
现, 青岛近海浒苔中元素锡的含量在0.10 ～
0.55 μg/g范围内, 各个点位之间的元素锡含量差
别并不显著。
2.2 浒苔中有机锡形态及含量分析
2.2.1 标准曲线的绘制及检出限 将含有TMT、
DBT、TBT、DPhT和TPhT混合标样用流动相配
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制成0、1、10、100 μg/L的溶液, 过TC-C18阴
离子交换柱进行分离。对检测结果中色谱峰面积
进行积分, 各自获得每种有机锡的标准曲线系列。
图1 为10 μg/L浓度混标通过HPLC-ICP-MS检测
获得的时间模式谱图。
图1 10 μg/kg浓度5种有机锡混标信号谱图
Fig.1 Chromatogramsoffivesstandardsof10μg/kg
按照浓度梯度对色谱峰进行积分, 分别对应
的5 种有机锡的工作曲线相关性R2 均优于
0.9998。
利用对单标进行逐步稀释的方法, 当用
20 μL的进样环, 流速为0.4 mL/min, 信噪比分
辨界限为3∶1时, 得出TMT、DBT、TBT、DPHT
和TPHT的检出限分别为:0.23、0.30、0.23、
0.25、0.22 μg/L。标准工作曲线及检出限见
表3。
2.2.2 样品中个各形态有机锡的含量 对青岛近
海各点位样品应用HPLC-ICP-MS方法检测后得
知, 样品中有机锡含量甚小, 有些点位的样品中
因有机锡含量低于检出限而未检出, 如海涛园、
麦岛、花石楼等。个别点位(如奥帆基地、极地
海洋世界)从谱峰图中出峰时间可以看到TPHT的
信号反应。结果如图2。
表3 TMT、DPHT、DBT、TPHT和TBT的工作曲线及检出限
Tab.3 RegressionequationsanddetectionlimitsofTMT、DPHT、DBT、TPHT、TBT
有机锡浓度范围ρ/(μg/L) 标准工作曲线相关系数(R2 ) 检出限ρ/(μg/L)
TMT 0 ～ 100 y=3208.1ρ+1131.8 0.9999 0.23
DPHT 0 ～ 100 y=1172.9ρ+615.66 0.9999 0.30
DBT 0 ～ 100 y=2478.9ρ-1121.9 0.9998 0.23
TPHT 0 ～ 100 y=3493.3ρ+1265.4 0.9999 0.25
TBT 0 ～ 100 y=2639ρ+933.62 0.9999 0.22
图2 四个点位有机锡谱峰图
Fig.2 Chromatogram ofsatfourdifferentsits
(图中S1为奥帆基地, S2为极地海洋世界, S3为第一海
水浴场, S4为石老人)
以上表明, 青岛近海浒苔中有机锡含量低微,
只有奥帆基地和极地海洋世界可以检测到有机锡
存在, 其以微量的三苯基锡形态存在, 而三甲基
锡、二丁基锡、二苯基锡和三丁基锡没有被检出。
实验中对HPLC-ICP-MS测出的时间分辨模式
谱图进行积分(信噪比超过3∶1), 并利用2.2.1
节中作出的工作曲线, 计算得出相应样品中不同
形态有机锡含量, 其定量计算结果为:奥帆基地
样品含有TPHT为2.34 μg/Kg;极地海洋世界样
品含有TPHT为0.60 μg/Kg。而石老人、麦岛、
海涛园、花石楼、第一海水浴场、栈桥等6个点
位所采集的样品未检出有机锡。
参考文献
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Determinationoftotaltinandorganotincompoundsinenteromorphawithhighperformanceliquidchromatography-
inductivelycoupledplasma-massspectrometry
CUIWei-gang1 , LIJing-xi ＊2 , CHEN Fa-rong2 , YANG Chun-ru1 , YANG Dong-fang1 andWangXiao-ru2, 3
(1.CollegeofFisheriesandLifeScience, ShanghaiOceanUniversity, Shanghai201306;2.FirstInstituteOceanographyofStateOceanicAdministration,
Qingdao266061;3.CollegeofChemistryandChemicalEngineering,
OceanUniversityofChina, Qingdao266003), FenxiShiyanshi, 2010, 29(7):49 ～ 52
Abstract:ThisstudydescribedtheanalysisoftotaltinandorganotincompoundsinEnteromorphasamplesfrom
thecoastalzoneofQindao.Thedetectionlimitwas0.035 ug/g, recoveries97%～ 108%, andprecision(RSD)
was4.5%.ThetotaltincontentinEnteromorpha, asdeterminedbyinductivelycoupledplasma-massspectrometry(
ICP-MS), rangedfrom 0.10 to0.55 ug/g.Furtherdeterminationresultsfororganotinspeciationanalysis
showthatEnteromorphaorganotincompoundswasTPHTandotherformsoforganictinwerenotdetected.
Keywords:Enteromorpha;Organotincompounds;Speciationanalysis;Highperformanceliquidchromatography-
inductivelycoupledplasma-massspectrometry
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ChineseJournalofAnalysisLaboratory Vol.29.No.7
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