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离子液体双水相萃取-HPLC分析红酒中的痕量氯酚类物质

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-10-12
核心提示:氯酚类化合物是指在苯酚的苯环上连有不同数目氯原子的一类具有毒性、难降解的环境激素。由于其抑菌特性而作为木材防腐剂、杀菌剂、除草剂和防锈剂等在化工和农业生产中得到了广泛应用。
   氯酚类化合物是指在苯酚的苯环上连有不同数目氯原子的一类具有毒性、难降解的环境激素。由于其抑菌特性而作为木材防腐剂、杀菌剂、除草剂和防锈剂等在化工和农业生产中得到了广泛应用。但氯酚是高毒性化合物,具有雌激素、致突变以及致癌的作用,可经眼睛和皮肤接触、膳食摄入等进入人体,对人类健康和环境造成了严重威胁,已被美国国家环境保护局列为优先控制污染物。有文献报道,在环境水样甚至一些食品如红酒、蜂蜜中检测到了痕量氯酚。
 
  目前,氯酚类物质的检测方法主要有高效液相色谱法、紫外分光光度法、液相色谱-质谱联用、气相色谱、气相色谱-质谱联用等。而由于样品基质复杂,在测定氯酚类物质含量之前需进行样品前处理,前处理的方法主要有溶剂萃取、固相萃取、固相微萃取、液相微萃取、液液微萃取等,但这些方法大多会使用到有机溶剂,存在污染。因此,寻求一种绿色且简单、迅速的检测方法成为亟待解决的问题。
 
  来自北京工商大学的刘曼、施敏和曹学丽,主要研究离子液体[C4MIM]Cl、[C4MIM]BF4与不同种类的无机盐形成的离子液体双水相体系对红酒中的氯酚类物质富集的效果,通过研究离子液体和盐的种类、pH值、离子液体和盐质量分数对氯酚萃取率和富集倍数的影响,最终确定最优的离子液体双水相体系,并对实际的红酒样品进行分析检测。
 
  1
 
  离子液体的选择
 
  考察了[C4MIM]Cl、[C4MIM]BF4两种离子液体与K2HPO4、KH2PO4、Na2HPO4、NaH2PO4、(NH4)2SO4、Na2SO4、Na2CO3七种无机盐的成相能力。[C4MIM]BF4与一些盐形成的双水相与红酒样品不会发生颜色反应,并能够有效地对氯酚进行富集,因此,选择[C4MIM]BF4作为萃取氯酚的离子液体。
 
  2
 
  无机盐的选择
 
  Na2HPO4、Na2CO3溶液呈碱性,与[C4MIM]BF4形成的双水相体系仍会与红酒样品发生颜色反应。因此,选用[C4MIM]BF4与NaH2PO4、(NH4)2SO4、Na2SO4三种无机盐形成的双水相体系,比较其对氯酚的萃取性能。[C4MIM]BF4与(NH4)2SO4形成的双水相体系通过调节[C4MIM]BF4和(NH4)2SO4的量能够使氯酚完全富集在一相,且能够达到较高的富集倍数。因此,选用(NH4)2SO4作为与[C4MIM]BF4形成离子液体双水相富集氯酚的无机盐。
 
  3
 
  pH值的选择
 
  通过测定从市场上购买的3 种红酒样品的pH值,范围在2.89~3.54之间,呈酸性。因此,在优化离子液体双水相条件时,为减少对红酒样品的前处理,所选取的氯酚标准工作液的pH值定为3.00。
 
  4
 
  双水相体系的优化: (NH4)2SO4质量分数的影响
 
  为考察(NH4)2SO4质量分数对氯酚萃取效果的影响,根据所绘制的双水相相图,选择[C4MIM]BF4质量分数为10%、能够形成双水相的不同(NH4)2SO4质量分数体系对氯酚标准工作液中的氯酚进行富集、高效液相色谱检测,如图2所示。在[C4MIM]BF4一定的情况下,随着(NH4)2SO4质量分数的增加,氯酚会逐渐富集到[C4MIM]BF4相,达到一定质量分数的(NH4)2SO4时,氯酚完全富集到一相,因此可得出,较高质量分数的(NH4)2SO4利于氯酚的富集。
 
  5
 
  双水相体系的优化: 离子液体用量的影响
 
  根据绘制的[C4MIM]BF4与(NH4)2SO4双水相体系的相图,选择[C4MIM]BF4少、(NH4)2SO4多的体系,比较其对氯酚的萃取性能。8 个体系对氯酚的萃取率都能达到较高、即能够将氯酚富集到一相,但从富集倍数来看,质量分数2% [C4MIM]BF4、32% (NH4)2SO4、66%氯酚标准工作液的体系对6 种氯酚富集倍数达到32.14~34.84,是所选取中富集倍数最高的。因此,选取该体系作为最优体系,研究其对实际红酒样品中氯酚的检测。
 
  6
 
  实际样品的分析
 
  将购买的3 种红酒经0.22 μm的微孔滤膜过滤后,按照所优化的实验条件对红酒样品进行氯酚富集。由于红酒样品中的氯酚为痕量物质,因此无法通过直接检测被检出。经过离子液体双水相富集后,有一种红酒样品中检测出含有10.9 μg/L的2,4-DCP。红酒中氯酚主要来源与软木塞的杀菌处理以及木桶的漂白和杀菌处理。
 
  结    论
 
  建立了[C4MIM]BF4-(NH4)2SO4离子液体双水相体系快速萃取红酒中氯酚类物质的方法,该法对氯酚的富集倍数高、重复性好、样品用量低,且在红酒不经过其他任何前处理的情况下,能够直接用优化的双水相体系萃取富集红酒中的氯酚类物质、高效液相色谱分析检测,与其他大多采用固相萃取、固相微萃取、液液微萃取等检测红酒中氯酚类物质的方法相比,该法前处理步骤少、操作简单易行、且避免了有机溶剂等物质的使用。该法也可广泛用于其他食品样品中痕量有毒有害物质的检测。
 
 
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