GC/MS法快速分析鱼塘水中的硫丹
[徐仿敏1 
, 李海波2 , 刘凌云1 ]
, 李海波引用本文
徐仿敏, 李海波, 刘凌云. GC/MS法快速分析鱼塘水中的硫丹[J]. 刑事技术,2015,40(1): 45-48
XU Fang-min, LI Hai-bo, LIU Ling-yun. A Rapid Method for Analysis of Endosulfan in Poisoned Fish Pond Water with GC-MS[J]. Forensic Science and Technology,2015,40(1): 45-48
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XU Fang-min, LI Hai-bo, LIU Ling-yun. A Rapid Method for Analysis of Endosulfan in Poisoned Fish Pond Water with GC-MS[J]. Forensic Science and Technology,2015,40(1): 45-48
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《刑事技术》编辑部
GC/MS法快速分析鱼塘水中的硫丹
作者简介：徐仿敏（1984-）,男,江苏人,工程师,硕士,研究方向为理化检验技术。 E-mail:Xufangmin2003@163.com
摘要
目的 建立一种快速、高效、便捷、绿色的分析方法来分析鱼塘水中的硫丹。方法 在该实验中采用分散液液微萃取的方法来提取鱼塘水中的硫丹,该方法是一个新型的预处理方法,首先将最合适的分散剂和萃取剂快速的注射到样品溶液中,随即形成了悬浊液。由于在悬浊液中萃取剂能迅速的分散到样品溶液中并与被分析物充分接触,被分析物能很快的从样品溶液中转移到萃取剂中完成萃取过程,经过离心后,沉积物直接用GC-MS进行分析。同时还对本方法中分散剂和萃取剂种类、用量以及萃取时间等重要的实验参数进行考察优化。结果 在优化的实验条件下,鱼塘水中硫丹的回收率基本能达到90%以上,检出限为0.005µg/mL,定量限为0.017µg/mL,在0.02~0.20µg/mL的z范围内线性关系良好。结论 该方法的准确度和精密度较好,操作简便、快捷、绿色环保,能够基本适合鱼塘投毒案件中硫丹的分析检测。
关键词:
法医毒物分析; 硫丹; 分散液液微萃取; 鱼塘水
中图分类号:DF795.1
文献标志码:A
文章编号:1008-3650(2015)01-0045-04
doi: 10.16467/j.1008-3650.2015.01.010
A Rapid Method for Analysis of Endosulfan in Poisoned Fish Pond Water with GC-MS
Abstract
Objective Endosulfan has been often used to poison fish pond water in Jiangyin city. As the concentration of endosulfan in poisoned water is very low, it is revry difficult to detect endosulfan from water. In this paper, a new simple and rapid method for analysis of endosulfan in poisonedfish pond water was presented.Methods The dispersive liquid-liquid micro-extraction technique (DLLME) coupled with gas chromatography-ion trap mass spectrometric detection (GC-MS) was used to analyze endosulfan in samples of poisoned fish pond water. The disperser, containing extraction solvent, was rapidly injected into the sample solution with a syringe, making a cloudy solution formed. Because of the extraction solvent rapid diffusing into the sample solution and getting in touch with the analyte in the cloudy solution, the analyte was quickly transferred into the extraction solvent so that the extraction equilibrium could be achieved in a short time. After centrifuging, the fine particles of extraction solvent were precipitated in the bottom of the conical test tube and then were determined by GC-MS.Results Under the optimum conditions,the extraction rate of endosulfan in poisoned fish pond water was more than 90%, the limits of detection and the limits of quantitation were 0.005µg/mL and of 0.017µg/mL,respectively. The linear relation was quite good between 0.02µg/mL~0.20µg/mL.Conclusions The advantage of this new method is simple to operate, rapid, low cost, high recovery and accuracy. This method is suitable for casework.
Keyword:
forensic toxicology; endosulfan; dispersive liquid-liquid microextraction; fish pond water
硫丹(Endosulfan, En)是一种非内吸性高毒有机氯类杀虫、杀螨剂, 在农业生产中应用较为广泛, 因此利用它来自杀、投毒或者误食的案件也时有发生。由于它对鱼具有高毒性, 以至于经常被一些不法分子用来毒害鱼塘中的鱼, 造成大量经济损失。然而一般情况下鱼塘的面积都比较大, 水中硫丹的浓度很低, 这就给提取检验带来了一定的困难。目前常用的预处理方法有液液萃取法[1]、固相萃取法[2, 3]等, 常用的检测方法有GC-ECD[1]、GC-EI-MS[2]、GC-NCI-MS[3]等。但是这些预处理方法都需要提取大量的鱼塘水, 同时液液萃取法还需要使用大量的有机溶剂, 不光耗时长、操作繁琐, 而且会造成环境污染, 而固相萃取法需要使用固相萃取柱进行大体积萃取, 操作时间长, 经济成本高。为此, 需要建立一种简单、快速、高效、绿色、经济的方法来分析鱼塘水中的硫丹农药。本文主要研究了一种新型的分离富集方法-分散液液微萃取, 使用该方法对鱼塘水中硫丹农药进行预处理, 对实验条件进行优化选择, 用GC-MS进行分析检测。最终建立一个简单、快速、高效的分析方法应用到鱼塘投毒案件中硫丹的分析检测。
1 材料与方法
1.1 试 剂
硫丹（α +β ）、甲醇（美国Sigma公司）; 四氯化碳、氯苯、四氯乙烯、SKF525A（百灵威公司); 丙酮、乙腈（上海中试化工总公司）。
1.2 仪 器
Varian Saturn2200 GC/MS/MS; 台式离心机（上海安亭科学仪器厂）; 移液器; 分析天平。
1.3 标准溶液
硫丹（α +β ）配置成1mg/mL的硫丹甲醇溶液, 置于-10℃冰箱中保存。
1.4 GC/MS分析条件
1.4.1色谱条件 色谱柱：VF-5ms（30m× 0.25mm ID DF=0.25）; 柱温：初始温度120℃, 保持1min, 10℃/min升至260℃, 保持2min, 20℃/min升至280℃, 保持2min; 载气：He; 流速：1.0ml/min; 进样口温度：280℃; 进样量2µ L, 分流比20: 1。
1.4.2 质谱条件 离子阱温度：150℃; 歧管温度：45℃; 传输线温度：220℃; 溶剂延迟：3.3min; 扫描范围：50amu~450amu; EI电压：70ev。
1.5 方 法
1.5.1 分散液液微萃取的操作方法 在尖底离心试管中, 加入一定体积的鱼塘水, 然后快速加入适量的分散剂和萃取剂, 形成一个乳浊液体系, 室温放置片刻后离心, 提取离心试管底部的沉积相, 进样检测。
1.5.2 标准曲线的绘制 取硫丹标准溶液（1mg/mL）, 分别配成5µ g/mL, 10µ g/mL, 20µ g/mL, 50µ g/mL, 80µ g/mL的系列溶液, 直接进样, 以硫丹的峰面积（硫丹α 和硫丹β 面积之和）为纵坐标, 浓度为横坐标绘制标准曲线。
2 结果与讨论
在分散液液微萃取过程中, 分散剂和萃取剂的种类、用量, 萃取时间等都需要进行优化选择, 实验中使用硫丹浓度为0.08µ g/mL的鱼塘水, 按照1.5的方法提取沉积相挥干定溶后进样检测, 计算回收率进行考察优化。
2.1 分散剂和萃取剂的选择
在分散液液微萃取中, 要求分散剂既要能与样品溶液互溶, 同时还要与萃取剂互溶, 萃取剂的要求是密度必须比水大。本实验分别选择了甲醇、丙酮、乙腈作为分散剂, 选择氯苯、四氯化碳、四氯乙烯作为萃取剂, 以回收率来选择最优的分散剂和萃取剂。表1为实验结果, 可以看出, 当分散剂选择丙酮, 萃取剂选择四氯乙烯的时候, 回收率能达到最好, 故本实验分别选择丙酮和四氯乙烯作为分散剂和萃取剂。
 | 表1 不同分散剂和萃取剂的回收率 Table 1 Recovery with different disperser and extraction solvents |
2.2 分散剂的用量
分散剂丙酮的体积直接影响“ 水-丙酮-四氯乙烯乳浊液” 体系的形成, 导致萃取剂在水中的分散程度发生改变而影响萃取效率。本实验考察了丙酮体积（0.5、1.0、1.5和2.0 mL）对萃取效率的影响, 实验结果见表2。
| 表2 不同体积分散剂的回收率 Table 2 Recovery with different volume of disperser solvent |
由表2可以得出, 回收率先随丙酮体积的增加而增加, 在1.0 mL时达到最大值, 而后又随丙酮体积的增加而减小。这是因为在丙酮体积小的情况下, 萃取剂不能均匀的分散在水相中, 回收率较低; 随着丙酮体积的增大, 回收率逐渐增大, 但是丙酮体积继续增大时, 会使得硫丹在水中的溶解度增大, 回收率降低, 所以选择丙 酮体积为1.0mL。
2.3 萃取剂的用量
四氯乙烯的用量直接影响着沉积相的多少, 从而影响萃取效率。本实验考察了四氯乙烯体积（10µ L、15µ L、20µ L、25µ L）对沉积相以及回收率的影响, 实验结果见表3。
| 表3 不同体积萃取剂的回收率 Table 3 Recovery with different volume of extraction solvent |
由表3可以看出, 随着四氯乙烯体积的增加, 沉积相的体积也随之增大, 但是回收率却在增大到一定量的时候出现下降趋势, 故本实验选取四氯乙烯的用量为20µ L。
2.4 萃取时间考察
分散液液微萃取是一个快速萃取过程, 由于需要快速加入分散剂和萃取剂, 整个溶液体系快速形成乳浊液, 萃取剂被分散在整个溶液中, 很快达到萃取平衡。本实验分别选择0.5、2、5、30min的萃取时间进行考察, 来选择最优的萃取时间。
由表4可以看出, 随着萃取时间的增加, 萃取能迅速达到平衡, 随后随着时间的继续增加, 萃取效果基本保持不变, 为此, 本实验选择的萃取时间为2min。
| 表4 不同萃取时间的回收率 Table 4 Recovery for different extraction time |
2.5 方法评价
2.5.1工作曲线 用空白鱼塘水分别配置硫丹浓度为0.02µ g/mL、0.04µ g/mL、0.08µ g/mL、0.12µ g/mL、0.20µ g/mL的工作液, 在上述各溶液中分别加入SKF525A作为内标, 使用优化的实验条件, 按照1.5的方法操作后, 直接进样检测。以硫丹的峰面积（硫丹α 和硫丹β 面积之和）与内标峰面积之比为纵坐标, 浓度为横坐标绘制工作曲线。得出线性回归方程：y = 5.9954x - 00184, 相关系数r = 0.9990, 线性范围：0.02~0.20µ g/mL。
2.5.2鱼塘水中硫丹的检出限和定量限 取空白鱼塘水按照优化的条件进行分析, 测定硫丹色谱峰处的基线噪音强度, 然后在空白鱼塘水中添加比预计检测限略高的硫丹进行分析, 测定色谱峰高, 再根据色谱峰高与浓度成正比计算色谱峰高相当于噪音强度3倍和10倍的硫丹浓度。即为检出限和定量限。经测定鱼塘水中硫丹的检出限为0.005µ g/mL, 定量限为0.017µ g/mL。
2.5.3回收率、准确度和精密度的考察 取空白鱼塘水7份2组, 分别加入适量的硫丹, 按照计算工作曲线的方法进行操作, 并根据工作曲线计算硫丹的测值, 测值与添加值之比为回收率, 平行测定3次, 计算得出回收率的平均值为95.53% ± 1.48%（n = 7）。
2.6 案例应用
2014年2月7日, 江苏省某市某鱼塘内发现几千斤鱼死亡, 损失几万余元。为查明原因, 提取鱼塘水500mL, 送来检验。按照优化的实验条件, 取送检的鱼塘水进行提取检验。经检验, 鱼塘水中检出硫丹成分, 其含量为87ng/mL。
本文采用的分散液液微萃取方法与传统的预处理方法相比具有操作简单、快捷、高效、经济、绿色环保等优点, 该方法对鱼塘水中硫丹的提取效果令人满意, 回收率达到90%以上, 为该预处理方法在刑事技术其他毒物分析中的应用提供一个参考方向。
The authors have declared that no competing interests exist.
参考文献
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