固相微萃取 SPME Arrow 測定水中的（de）土（tǔ）臭素和2-甲基異崁醇

  前言

嗅味（wèi）是（shì）由水中各種有機與無機物質綜合作用而表現出來的（de），包括土壤顆粒、腐爛的（de）植（zhí）物（wù）、微生物（浮遊生物、細菌、真菌等）及各種無機鹽（如氯根、硫化物、鈣、鐵和錳）、有機物和一些氣體等。水中植物在某些微生（shēng）物（如放線菌、蘭綠藻等）作用下所產生的微（wēi）量有機物（如 2-MIB、土臭（chòu）素等）也是嗅味（wèi）的主要來源。

固相微萃取（Solid Phase Microextraction，SPME）是以熔融石（shí）英光導纖維或其他材料作為基體支持物，利（lì）用“相似相（xiàng）溶"的原理，在其表麵塗漬不（bú）同性（xìng）質的（de）高分子固定相薄層（céng），通過直接浸入或頂空方式（shì），對待測物進行提取、富集（jí）、進樣和解吸（xī）。自1989 年發明以來，由於其操作簡（jiǎn）便、節省（shěng）溶劑、回收率好的特性，現在（zài）已成為樣品前（qián）處理應用中重要（yào）的萃取技術之一，廣泛（fàn）應用於水、土壤、空氣等環境樣品的分析。

本實驗參考 GB/T 5750-2023《生活飲用水標準檢驗（yàn）方（fāng）法》，通過全自動（dòng）固相微萃取模式，以頂（dǐng）空式萃取的（de）方式對水（shuǐ）中的 2 種（zhǒng）臭（chòu）味物質（zhì）進行了定量分析，通過測定 2 種臭味物質的校準曲線、重複性和加（jiā）標回收率來表現全自動固相微萃取的萃取性能。

1.實（shí）驗過程

GB/T 5750-2023《生活飲用水標準檢驗方法》規定，采用（yòng）頂空式固相（xiàng）微萃取技術吸附樣（yàng）品中的（de）土臭素和2-甲基異莰醇，經萃取頭富（fù）集後用氣質聯用儀進行解析和測定。該方法使用手動固相微萃取，耗（hào）時長，重（chóng）現性差，自動化程度（dù）低，不利於大批量樣品檢（jiǎn）測。並且固相微萃取纖維頭采（cǎi）用常規（guī）石英纖維，質地柔軟（ruǎn）易折斷（duàn），壽命普遍偏低。針對以上問題，本實驗使用 Astation 全自動（dòng）多功能樣品製備進樣平台，采用新（xīn）型 SPME Arrow 技術取代傳統的 SPME 纖維頭進行全自動化固相微萃取富集。

1.1 箭形固相微（wēi）萃取模塊

箭形固相微萃取配置見（jiàn）圖1，SPME Arrow 與 SPME 纖維頭對比見圖2。

圖 1  箭形固相微萃（cuì）取模塊

加熱孵化器：  提供加熱、攪拌，樣品預加熱；

萃取頭老化站：提供加熱、惰性（xìng）氣體（tǐ）吹掃，用於（yú）萃取頭老化，防止交叉汙染；

進樣針停靠站：提供3孔位針座位置，用於放置 SPME Arrow 針座（zuò）；

Heatex加熱器：提供加熱、振搖，用於樣（yàng）品萃取；

圖 2  SPME Arrow 與 SPME 纖維頭對比

SPME Arrow萃取頭特點：

箭形萃取頭（tóu）：萃（cuì）取頭長度20 mm，支持單相、雙相、三相填料；

更大塗層麵積：填料塗敷量大，靈敏度更高，更（gèng）適合水中痕量目標物檢測及環境汙染物監（jiān）測；

更低檢出限：針對 GB/T 5750-2023 生活飲用水中土臭素和2-甲基異（yì）崁醇具（jù）有更低檢出限；

機械（xiè）性能強：箭形結構更容易刺穿隔墊，且（qiě）不易將（jiāng）隔墊碎屑帶（dài）入襯管；

使用壽命長：SPME Arrow 具有更高的使用壽命；

1.2 儀器與試劑

全自動多功能樣品製（zhì）備進樣平台：Astation，.17c嫩嫩草色视频蜜 %A公司；

SPME Arrow萃取頭：DVB/Carbon WR/PDMS，120μm×20mm，.17c嫩嫩草色视频蜜 %A公司；

氣質聯用（yòng）儀：7890B-5977B 氣質聯用儀，安捷（jié）倫公司；

土臭素和（hé） 2-甲基（jī）異莰醇（chún）標（biāo）準使用液：40μg/L，溶劑體（tǐ）係（xì）為甲醇；

2-異丁基-3-甲氧基吡嗪使用（yòng）液（內標）：40μg/L，溶劑體係為（wéi）甲醇；

甲醇（色譜純，Fisher公司）；

氯化鈉（分析純，科（kē）密歐（ōu）公司）。

1.3 標準曲線配製

配製 6 種不同濃度的標準品水溶液，配製濃度為 2ng/L、5ng/L、10ng/L、20ng/L、50ng/L、100ng/L。分別移取（qǔ） 10mL 標準品水溶液置於 6 個 20mL 頂空（kōng）進樣瓶中，加入（rù） 10μL 內標和 3.0g 氯化鈉。另取同樣（yàng）一個頂空瓶進行（háng）空白實驗，將樣品（pǐn）瓶置於 Astation 樣品盤，待（dài）檢測。

1.4 樣（yàng）品加標重複性測試

分別取 10mL 樣品，按 1.3 步驟進行（háng）處理，加標濃度分別（bié）為 2ng/L和20ng/L，將樣品瓶置於 Astation 樣品（pǐn）盤，待（dài）檢測（cè）。

1.5 方法參數（shù）

1.5.1 萃取參數

萃取前孵化（huà）時間2min，孵化溫度60℃；萃取（qǔ）時間30min；萃取溫（wēn）度60℃；振搖速度250rpm；老（lǎo）化（huà）溫度（dù）270℃，老化時（shí）間（jiān）5min；解析時間5min。

1.5.2 GC-MS 測定條件

色譜柱（zhù）：HP-5ms 30m*0.25mm*0.25μm；

進樣口溫度：250℃；

進樣模式：不分流；

柱流速：1.0mL/min（恒流）；

柱箱溫度：初始溫度 60℃，保持 2.5min；以 8℃/min 升溫至 250℃，保持5min；280℃後運行（háng） 2min。

四極杆溫度：150℃；離子（zǐ）源溫度：280℃；傳輸線溫度（dù）：280℃；

掃描模式：選擇離子掃描（miáo）（SIM）。 、

表1  土（tǔ）臭素（sù）和 2-甲基異莰醇（含內標）的保留（liú）時間（jiān）、定量及定性離子

2.測定（dìng）結果

2.1 色譜圖

圖 3 為自來水中土臭素和 2-甲基異莰醇（含內標）總離子（zǐ）流圖。

圖3  土臭素和 2-甲基異莰（kǎn）醇（含內標）總（zǒng）離子流圖

2.2 校（xiào）準曲線結果

通過 Astation 全自（zì）動固相微萃取測定水中不同濃度的土臭素和（hé） 2-甲基異莰醇，經氣質分析得到的線性結果見表 2，線性係數分別為 0.9999 和 0.9996，校準曲線見圖 3和圖 4。

表2   土臭素和2-甲基異崁醇校準曲線結果

圖 4  2-甲基（jī）異莰醇標準曲線

圖 5  土臭素標準曲線

2.3 加標回收率

通過 Astation 全自動固相（xiàng）微萃取進行自來水中土（tǔ）臭素和2-甲基異莰醇（chún）的加標測試，經氣質分析得到的回收率結果見表（biǎo）3。

表 3 土臭素和 2-甲基異莰醇加標回（huí）收率結果（自來（lái）水）

3.結論

本實驗以萊伯（bó）泰科全自動多功能（néng）樣品（pǐn）製備進樣平台 Astation 為基礎（chǔ），通過固相微萃取SPME Arrow 對水中的土臭素和 2-甲基異莰醇進行（háng）萃（cuì）取，經氣質分析得到2種物質（zhì）的標準（zhǔn）曲線線性（xìng）、加標回收率和方法檢出限。土臭素和 2-甲基異莰醇（chún）線性係數為 0.9999 和 0.9996 ，加標回收率結果為：10ng/L 自來水中土臭素（sù）和2-甲基異莰醇加標回收率平均值（zhí）為 108.3%和101.6%，RSD 分別為 7.9%和 7.5%；針對 2ng/L 標準混合水溶液進行重複測定 (n=7)，計算得到本方法中 2-甲基（jī）異莰醇和土臭素的檢出限分別為 0.47ng/L 和 0.14ng/L。