PDMS固相微萃取膜的研制及对水样中多环芳烃的分析应用.doc

PDMS固相微萃取膜的研制及对水样中多环芳烃的分析应用
黄健祥杨运云李攻科*基金项目中山大学化学与化学工程学院第四届创新化学实验基金项目（批准号：03008）资助
第一作者黄健祥（1981年出生），男，中山大学化学与化学工程学院应化专业2000级
指导老师李攻科（导师）Email：[e-mail]

（中山大学化学与化学工程学院广州510275）
摘要本文考察了聚二甲基硅氧烷(PDMS)固相微萃取膜的制备条件，采用扫描电镜、热重分析、红外光谱等手段表征膜的性质。测试证实膜的表面均匀一致，涂层材料热稳定性好、耐溶剂性能好。采用自制PDMS固相微萃取膜，建立了SPMEM—GC/MS测定水样中PAHs的分析方法。方法的线性范围在0.10～1000.00μg/L之间，检出限在0.02～0.51μg/L之间，相对标准偏差(RSD)在5.2%～15.2%之间，分析实际江水样品，回收率在75.8%～101.5%之间，RSD在5.3%～23.8%之间。
关键词固相微萃取膜（SPMEM）；多环芳烃（PAHs）
1前言
固相微萃取(SolidPhaseMicroextraction,SPME)[1~7]是二十世纪九十年代初提出并发展起来的快速、灵敏、方便、无溶剂、易于实现自动化并适用于气体、液体和固体样品分析的新颖的样品前处理技术。但也存在装置价格昂贵，现涂层种类有限，选择性差，对无机离子的萃取分离技术不成熟，对复杂基体样品的萃取选择性和重现性不理想等不足。
固相微萃取膜(Solid-PhaseMicroextractionMembrane，SPMEM)是将固相微萃取涂层材料均匀的涂布于膜状基材上，将针状的固相微萃取装置发展制作成膜状的固相微萃取膜。固相微萃取膜继承了固相微萃取的萃取机理，保留了固相微萃取的优点，具有与固相微萃取纤维相似的萃取性能。固相微萃取膜集提取与浓缩为一体，采用溶剂洗脱的方法解吸，可以通过改变萃取膜的大小和厚度来提高萃取分析的灵敏度，方便地实现与气相色谱、液相色谱以及其它各种分析仪器的联用，是固相微萃取技术发展的一个重要延伸。
多环芳烃（PAHs）是一大类广泛存在于环境中的有机污染物，也是最早被发现和研究的化学致癌物，它们是指两个以上苯环连在一起的化合物，具有相当强的致癌性。
2实验部分
2.1仪器及其操作条件
SQZ湿膜制备器，槽深50μm；AS-3120型超声波振荡器；XL-30扫描电子显微镜；NEXUS-670傅立叶变化红外光谱仪；NetzschTG-209热重分析仪；SPME装置；自制PDMS固相微萃取膜；GC/MS-QP2010气质联用仪。
色谱条件：进样口温度280ºC；进样量1μL；采样时间1min；色谱柱气流量1.5mL/min；Purge气流量3.0mL/min；升温程序：初始温度60ºC，保持3min；以20ºC/min升温至200ºC，保持3min；再以20ºC/min升温至260ºC，保持8min。
质谱条件：离子源温度200ºC；喷射分离器接口温度250ºC；质谱检测器扫描电压1KV；
溶剂延时3min。
2.2实验试剂
2.2.1制备固相微萃取膜材料。甲基三甲氧基硅烷（MTMOS）；羟基终端聚二甲基硅氧烷（OH-PDMS）；三氟乙酸；二氯甲烷，分析纯；铝铂，表面处理度≥45达因。
2.2.2分析试剂。多环芳烃：萘、芴、蒽、菲、苯并(a)芘、荧蒽、苊、芘、苯并(b)荧蒽、苯并(k)荧蒽；乙腈，HPLC纯；二氯甲烷，分析纯；水（怡宝纯净水）。
2.3PDMS固相微萃取膜的制备
在塑料样品管中加入200mgOH-PDMS，300μL二氯甲烷，300μLMTMOS，混合均匀。再加入200μL95%的TFA，震荡反应30min，然后闭口静置反应24h。
将铝铂放置于水平台面上，表面处理面朝上，将适量的上述溶胶倒出于铝铂上，使用SQZ湿膜制备器均匀涂膜。膜于室温下自然陈化、干燥8h，然后于180ºC下固化15min。
2.4多环芳烃的萃取分析
优化实验条件为：萃取60min，乙腈解吸10min。
2.4.1PDMS固相微萃取膜对多环芳烃的萃取分析。将PDMS固相微萃取膜剪成1.5cm×0.2cm的条状膜，先用乙腈浸泡30min以激活膜的萃取活性。吸4.00mL待分析液于4.6mL的萃取瓶中，将膜放入萃取瓶内，使1cm长的膜浸在溶液中。室温下电磁搅拌萃取60min，搅拌速率为1080r/min。然后取出膜，吸干膜表面上的水，将膜剪碎，放入小试管中，用0.20mL乙腈超声解吸10min。解吸液用GC/MS分析。
2.4.2商品化PDMS固相微萃取涂层对多环芳烃的萃取分析。吸取4.00mL待分析液于4.6mL的萃取瓶中，使用100μm商品化PDMS萃取头萃