一种采用硅胶色谱柱检测乳制品中多氯联苯的方法
技术领域
[0001] 本
发明涉及一种气相色谱质谱联用仪检测多氯联苯的硅胶色谱柱的制备方法，以及该硅胶色谱柱检测多氯联苯的检测方法，在乳制品中检测技术领域。
背景技术
[0002] 氯联苯(PCBs)是一类以联苯为原料在金属催化剂作用下，高温氯化合成的氯代芳
烃。根据氯
原子取代数目和取代
位置的不同，PCBs共有209种同系物。由于PCBs具有良好的化学惰性、抗热性、不可燃烧、低
蒸汽压和高
介电常数等优点，因此被用于热交换剂、
润滑剂、
变压器和电容器内的绝缘介质、
增塑剂、
石蜡扩充剂、黏合剂、有机稀释剂、除尘剂、
杀虫剂、切割油、压敏复写纸以及阻燃剂等重要的化工产品，并广泛应用于电
力工业、塑料加工业、化工和印刷等领域。PCBs具有持久性和长期残留性，一旦排放到环境中，很难被降解，因此可以在
水体、
土壤等介质中存在数十年或更长的时间，PCBs结构中所含的氯原子使其具有低
水溶性和高脂溶性的特点，因而能够在脂肪组织中发生
生物积累，并通过食物链的生物放大作用达到中毒的浓度。
[0003] 乳制品的有机物种类繁多，且这类有机污染物所处的基体也十分复杂，如果杂质不经处理，则会对后续有机污染物的检测结果产生较大干扰，影响检测的结果。本方法采用硅胶色谱柱
净化，根据物质在硅胶上的
吸附力不同而得到分离，一般情况下极性较大的物质易被硅胶吸附，极性较弱的物质不易被硅胶吸附，整个层析过程即是吸附、
解吸、再吸附、再解吸过程，依次采用酸性硅胶柱净化、复合硅胶柱净化、
碱性
氧化
铝柱净化。由于普通硅胶色谱柱的对后续多氯联苯类化合物的检测产生的干扰很大。因此，普通硅胶色谱柱制备方法制备的硅胶色谱柱不能用于检测复杂基体中多氯联苯化合物类有机污染物。
发明内容
[0004] 本方法目的是为了解决改善多氯联苯类化合物的含量分析方法，减少样品中杂质以及外来杂质的干扰，从而提高气相色谱质谱联用仪准确定量多氯联苯类化合物，提供了一种操作简单、重复性好、
精度高的检测乳制品中多氯联苯类化合物的含量的测定方法。
[0005] 实现本发明上述目的所采用的技术方案为：
[0006] 一种用于气相色谱质谱联用仪中检测多氯联苯的硅胶色谱柱，该硅胶色谱柱由酸性硅胶净化色谱柱、复合硅胶净化色谱柱和碱性氧化铝净化色谱柱组成，各色谱柱的制备方法如下：
[0007] (1)、按照以下
质量份称取各填充物组分：
[0008] A酸性硅胶净化色谱柱：①活化硅 胶2～4份；②酸性硅胶 4～6份；③活化硅胶 1～2份；④无水
硫酸钠 2～4份；
[0009] B复合硅胶净化色谱柱：①
硝酸银硅胶 1～3份；②活化硅胶 1～2份；③碱性硅胶 2～4份；④活化硅胶 1～2份；⑤酸性硅胶 3～6份；⑥活化硅胶 2～4份；⑦无水硫酸钠 2～
4份；
[0010] C碱性氧化铝净化色谱柱：①碱性氧化铝 1～3份；②无水硫酸钠 2～4份；
[0011] (2)、取三支干燥洁净的色谱柱，色谱柱内径与长度之比为1:8～10，按照步骤(1) 中各组分的顺序依次将各填充物依次从色谱柱的上端口灌入，A、B和C三种配比分别对应一个色谱柱，每种填充物从色谱柱的上端口灌入后，让灌入的填充物平铺均匀，且色谱柱内壁无填充物附着，所有填充物灌装完成后，打开色谱柱下端的旋转
活塞，在色谱柱的下端口接入
真空泵，然后打开
真空泵，边抽真空边敲打色谱柱的外壁，当色谱柱内填充物的高度不再下降时，继续抽真空至少3分钟后，旋紧色谱柱下端活塞；
[0012] (3)、将二氯甲烷自色谱柱上端口沿色谱柱内壁缓缓注入色谱柱，打开色谱柱下端的活塞，使流入色谱柱的液体的流速最大，使所有填充物全部被润湿且无气泡，当色谱柱内各填充物层次清晰、形态均一时，停止注入二氯甲烷，最后用足量的正己烷洗脱色谱柱，洗脱完毕后关闭色谱柱下端的活塞。
[0013] 所述活化硅胶的制备方法如下：将填充用硅胶采用正己烷和二氯甲烷淋洗两次，每次使用的
溶剂体积为硅胶体积的两倍，淋洗后，将硅胶转移到烧瓶中，以铝箔盖住
瓶口置于烘箱中50℃
烘烤至干，然后升温至150～250℃下烘烤8h～12h，冷却后装入磨口
试剂瓶中，干燥器中保存，即制得活化硅胶。
[0014] 所述硝酸银硅胶的制备方法如下：将4～7g硝酸银溶解在15～25mL去离子水中，逐滴加入50g活化硅胶中，振摇至无
块状物后，装入棕色磨口试剂瓶中，干燥器中保存，即制得硝酸银硅胶。
[0015] 所述酸性硅胶为硫酸硅胶，硫酸硅胶的制备方法如下：按硫酸：硅胶＝8:8～12的质量比，在搅拌条件下将质量百分比浓度为95％～97％的浓硫酸滴加到硅胶中，每滴加一滴浓硫酸都要搅拌至分散均匀后再滴加下一滴浓硫酸，浓硫酸滴加完毕后，用
振荡器将浓硫酸与硅胶的混合体系持续震荡至反应完毕，装入磨口试剂瓶中，干燥器中保存，即制得硫酸硅胶。
[0016] 所述碱性硅胶为氢氧化钠硅胶，氢氧化钠硅胶的制备方法如下：按氢氧化钠溶液：硅胶＝1:2～3的质量比，在搅拌条件下将浓度为0.8mol/L～1.2mol/L的氢氧化钠溶液滴加到硅胶中，每滴加一滴氢氧化钠溶液都要搅拌至分散均匀后再滴加下一滴氢氧化钠溶液，滴加完毕后，用振荡器将氢氧化钠溶液与硅胶的混合体系持续震荡至反应完毕，装入磨口试剂瓶中，干燥器中保存，即制得氢氧化钠硅胶。
[0017] 上述步骤中用振荡器震荡的时间为6～8个小时。
[0018] 所述碱性氧化铝为采用以下方法预处理后的碱性氧化铝：将碱性氧化铝在600～ 700℃下烘烤4～8h后，装入磨口试剂瓶中，干燥器中保存。
[0019] 所述无水硫酸钠为经过以下方法预处理后的无水硫酸钠：将无水硫酸钠采用正己烷和二氯甲烷淋洗2～5次，每次使用的溶剂体积为无水硫酸钠体积的两倍，淋洗后，将无水硫酸钠转移至烧瓶中，在50℃下烘烤至干，然后在150～250℃下烘烤8h～12h，冷却后干燥器中保存。
[0020] 本发明同时还提供了一种采用上述硅胶色谱柱检测乳制品中多氯联苯的方法，包括以下步骤：
[0021] (1)、乳制品样品放入
冰箱中冷冻，待冷冻完全后，把冷冻乳制品放入
冷冻干燥机，
冷冻干燥机预冷冻
温度-20℃～-40℃，冷冻干燥温度-30℃～-40℃，将冻干后的试样装入索氏提取滤筒并放置索氏抽提装置，水浴提取5h～8h，虹吸时间为3～4次/h，制得浓缩的样品提取液；
[0022] (2)、用正己烷与二氯甲烷的
混合液分别冲洗酸性硅胶净化色谱柱、复合硅胶净化色谱柱和碱性氧化铝净化色谱柱，冲洗的流速为最大，使液面与硅胶相平；
[0023] (3)、将浓缩的样品提取液注入到酸性硅胶净化色谱柱中，用正己烷洗脱，控制凝胶柱的流速为1.0～3.0mL/min，洗脱液浓缩至0.5～1.5mL；
[0024] 将经酸性硅胶净化色谱柱净化后的提取液注入到复合硅胶净化色谱柱中，用正己烷和二氯甲烷按照97:1～97:4的体积比混合后的溶液预淋洗；再将经
过酸性硅胶净化色谱柱净化后浓缩洗脱液全部转移至复合硅胶净化色谱柱上；待液面降至无水硫酸钠层时加入正己烷和二氯甲烷按照97:1～97:4的体积比混合后的溶液进行洗脱，将洗脱液浓缩至 0.5～1.0mL；
[0025] 将经复合硅胶净化色谱柱净化的提取液注入到碱性氧化铝净化色谱柱中，将经复合硅胶净化色谱柱净化后浓缩洗脱液全部转移至碱性氧化铝净化色谱柱上，当液面降至无水硫酸钠层时加入正己烷洗脱碱性氧化铝净化色谱柱，待液面降至无水硫酸钠层时加入二氯甲烷与正己烷的混合溶液洗脱，再将洗脱液浓缩至近干；
[0026] (4)、采用气相色谱质谱联用仪对步骤(3)中的浓缩洗脱液进行分析；
[0027] (5)、定量分析，采用双内标定量法，8种多氯联苯同位素内标(13C12-labelled PCBs 28、52、118、153、180、202、206和209)和2种多氯联苯同位素回收内标(13C12-PCB101、13C12-PCB194)的定量，同位素内标用来校准33种多氯联苯的待测物。
[0028] 上述步骤(4)中气相色谱质谱联用仪的操作参数为：
采样(5％-苯基)-甲基聚硅氧烷填料的毛细管色谱柱，耐高温低流失的隔垫和
石墨密封垫、去活处理内填有玻璃
棉分流与不分流通用型衬管；柱温箱的程序为：首先在100℃维持2分钟，再以15℃/min 的升温速率从100℃升到180℃；然后以3℃/min的升温速率从180℃升到240℃；最后以10℃/min的升温速率从240℃升到285℃，并在285℃维持10min；总的运行时间为 42min；载气使用纯度>99.999％的高纯氦气，恒定流速为1mL/min；样品和标液的进样量为2.0μL，采用不分流进样模式，进样口温度为300℃；质谱仪参数为：电离模式，
电子轰击源(EI)，
能量为70eV；离子源温度为230℃，四级杆温度150℃，传输线温度为300℃，溶剂延迟为4min。
[0029] 本发明与
现有技术相比，其有益效果和优点在于：
[0030] 该方法中制备的改性硅胶性能优越，而且该方法中填充物的填充顺序针对性强，填充顺序合理，因此，该方法制备的多层硅胶净化色谱柱能克服复杂的基体效应，能去除含多氯联苯类化合物类有机污染物基体中的多种杂质，消除了对后续多氯联苯类化合物类有机污染物检测产生的干扰。更重要的是，该方法制备的多层硅胶净化色谱柱操作简单，经试验表明，使用该方法制备的多层硅胶色谱柱检测多氯联苯类化合物等有机污染物具有灵敏度高、准确度高、重现性好和回收率高的优点。
具体实施方式
[0031] 本发明所提供的用于气相色谱质谱联用仪中检测多氯联苯的硅胶色谱柱由酸性硅胶净化色谱柱、复合硅胶净化色谱柱和碱性氧化铝净化色谱柱组成，其制备方法如下所示：
[0032] (1)、按照以下质量份称取各填充物组分：
[0033] A酸性硅胶净化色谱柱：①活化硅胶 2～4份；②酸性硅胶 4～6份；③活化硅胶 1～2份；④无水硫酸钠 2～4份；
[0034] B复合硅胶净化色谱柱：①硝酸银硅胶 1～3份；②活化硅胶 1～2份；③碱性硅胶 2～4份；④活化硅胶 1～2份；⑤酸性硅胶 3～6份；⑥活化硅胶 2～4份；⑦无水硫酸钠 2～
4份；
[0035] C碱性氧化铝净化色谱柱：①碱性氧化铝 1～3份；②无水硫酸钠 2～4份；
[0036] 其中：所述硝酸银硅胶的制备方法如下：将4～7g硝酸银溶解在15～25mL去离子水中，逐滴加入50g活化硅胶中，用振荡器振荡6～8小时至无块状物后，装入棕色磨口试剂瓶中，干燥器中保存，即制得硝酸银硅胶。
[0037] 所述酸性硅胶为硫酸硅胶，硫酸硅胶的制备方法如下：按硫酸：硅胶＝8:8～12的质量比，在搅拌条件下将质量百分比浓度为95％～97％的浓硫酸滴加到硅胶中，每滴加一滴浓硫酸都要搅拌至分散均匀后再滴加下一滴浓硫酸，浓硫酸滴加完毕后，用振荡器将浓硫酸与硅胶的混合体系持续震荡6～8小时至反应完毕，装入磨口试剂瓶中，干燥器中保存，即制得硫酸硅胶。
[0038] 所述碱性硅胶为氢氧化钠硅胶，氢氧化钠硅胶的制备方法如下：按氢氧化钠溶液：硅胶＝1:2～3的质量比，在搅拌条件下将浓度为0.8mol/L～1.2mol/L的氢氧化钠溶液滴加到硅胶中，每滴加一滴氢氧化钠溶液都要搅拌至分散均匀后再滴加下一滴氢氧化钠溶液，滴加完毕后，用振荡器将氢氧化钠溶液与硅胶的混合体系持续震荡6～8小时至反应完毕，装入磨口试剂瓶中，干燥器中保存，即制得氢氧化钠硅胶。
[0039] 所述活化硅胶的制备方法如下：将填充用硅胶采用正己烷和二氯甲烷淋洗两次，每次使用的溶剂体积为硅胶体积的两倍，淋洗后，将硅胶转移到烧瓶中，以铝箔盖住瓶口置于烘箱中50℃烘烤至干，然后升温至150～250℃下烘烤8h～12h，冷却后装入磨口试剂瓶中，干燥器中保存，即制得活化硅胶。
[0040] 所述碱性氧化铝为采用以下方法预处理后的碱性氧化铝：将碱性氧化铝在600～ 700℃下烘烤4～8h后，装入磨口试剂瓶中，干燥器中保存。
[0041] 所述无水硫酸钠为经过以下方法预处理后的无水硫酸钠：将无水硫酸钠采用正己烷和二氯甲烷淋洗2～5次，每次使用的溶剂体积为无水硫酸钠体积的两倍，淋洗后，将无水硫酸钠转移至烧瓶中，在50℃下烘烤至干，然后在150～250℃下烘烤8h～12h，冷却后干燥器中保存。
[0042] (2)、取三支干燥洁净的色谱柱，色谱柱内径与长度之比为1:8～10，按照步骤(1) 中各组分的顺序依次将各填充物依次从色谱柱的上端口灌入，A、B和C三种配比分别对应一个色谱柱，每种填充物从色谱柱的上端口灌入后，让灌入的填充物平铺均匀，且色谱柱内壁无填充物附着，所有填充物灌装完成后，打开色谱柱下端的旋转活塞，在色谱柱的下端口接入真空泵，然后打开真空泵，边抽真空边敲打色谱柱的外壁，当色谱柱内填充物的高度不再下降时，继续抽真空至少3分钟后，旋紧色谱柱下端活塞；
[0043] (3)、将二氯甲烷自色谱柱上端口沿色谱柱内壁缓缓注入色谱柱，打开色谱柱下端的活塞，使流入色谱柱的液体的流速最大，使所有填充物全部被润湿且无气泡，当色谱柱内各填充物层次清晰、形态均一时，停止注入二氯甲烷，最后用足量的正己烷洗脱色谱柱，洗脱完毕后关闭色谱柱下端的活塞。
[0044] 下面为检验本发明提供的检测多氯联苯的硅胶色谱柱的可行性和优越性，在乳制品加入多氯联苯化合物标准溶液，将含有标准溶液的乳制品中采用本发明提供的样品提取方法和硅胶净化色谱柱进行分离，检测乳制品中的多氯联苯化合物的含量，根据检出的结果浓度和已知的有机物浓度的差异，对该方法中样品提取、净化和洗脱可行性和优越性进行评估。
[0046] 本实施例中酸性硅胶净化色谱柱装填如下：玻璃柱底端用
玻璃棉封堵后从底端到顶端依次填入4g活化硅胶、10g
酸化硅胶、2g活化硅胶、4g无水硫酸钠。
[0047] 复合硅胶净化色谱柱装填如下：玻璃柱底端用玻璃棉封堵后从底端到顶端依填入 1.5g硝酸银硅胶、1g活化硅胶、2g碱性硅胶、1g活化硅胶、4g酸化硅胶、2g活化硅胶、2g无水硫酸钠。
[0048] 碱性氧化铝净化色谱柱装填如下：玻璃柱底端用玻璃棉封堵后从底端到顶端依填入 2.5g经过烘烤的碱性氧化铝、2g无水硫酸钠。
[0049] 取4.0mL的混合标准溶液(PCB 1、PCB 3、PCB 4、PCB 15、PCB 19、PCB 23、PCB 34、PCB 37、PCB 54、PCB 77、PCB 81、PCB 104、PCB 105、PCB 114、PCB 118、 PCB 123、PCB 126、PCB 155、PCB 156、PCB 157、PCB 167、PCB 169、PCB 170、PCB 180、PCB 182、PCB 187、PCB 188、PCB 189、PCB 202、PCB 205、PCB 206、PCB 208 和PCB 209，浓度为20μg mL-1，多氯联苯同位素内标，包含同系物13C12-labelled PCBs 28、52、118、153、180、202、206和209，浓度为
2μg mL-1)分别加入到的乳制品样品中，所述乳制品样品已提前进行过以下前处理：乳制品样品放入冰箱中(-18℃)冷冻，待冷冻完全后，把冷冻乳制品放入冷冻干燥机，冷冻干燥机预冷冻温度-20℃～-40℃，冷冻干燥温度-30℃～-40℃。然后进行索氏提取，将预处理试样
5.0g装入索氏提取滤筒并放置索氏抽提装置，在60℃水浴提取5h-8h，虹吸时间为3-4次/h，制得浓缩的样品提取液。
[0050] 用正己烷与二氯甲烷的混合液分别冲洗酸性硅胶净化色谱柱、复合硅胶净化色谱柱和碱性氧化铝净化色谱柱，冲洗的流速为最大，使液面与硅胶相平。
[0051] 将浓缩的样品0.5～1.5mL提取液注入到酸性硅胶净化色谱柱中，用80～120mL 正己烷洗脱，控制凝胶柱的流速为1.0～3.0mL/min，洗脱液浓缩至0.5～1.5mL；
[0052] 将经酸性硅胶净化色谱柱净化后的提取液注入到复合硅胶净化色谱柱中，用20～ 50mL正己烷和二氯甲烷按照97:1～97:4的体积比混合后的溶液预淋洗；再将经过酸性硅胶净化色谱柱净化后浓缩洗脱液全部转移至复合硅胶净化色谱柱上，用3～6mL正己烷冲洗茄形瓶3次～4次，洗液转移至柱上。待液面降至无水硫酸钠层时加入40～80mL 正己烷和二氯甲烷按照97:1～97:4的体积比混合后的溶液进行洗脱，将洗脱液浓缩至 0.5～1.0mL。
[0053] 将经复合硅胶净化色谱柱净化的提取液注入到碱性氧化铝净化色谱柱中，将经复合硅胶净化色谱柱净化后浓缩洗脱液全部转移至碱性氧化铝净化色谱柱上，用3～6mL正己烷冲洗茄形瓶3次～4次，洗液转移至柱上。当液面降至无水硫酸钠层时加入20～50mL 正己烷洗脱碱性氧化铝净化色谱柱，待液面降至无水硫酸钠层时加入二氯甲烷与正己烷的混合溶液洗脱，再将洗脱液浓缩至近干。
[0054] 采用气相色谱质谱联用仪对上述浓缩洗脱液分析，采样(5％-苯基)-甲基聚硅氧烷填料的毛细管色谱柱，耐高温低流失的隔垫和石墨密封垫、去活处理内填有少量玻璃棉分流与不分流通用型衬管；柱温箱的程序为：首先在100℃维持2分钟，再以15℃min-1的升温速率从100℃升到180℃；然后以3℃min-1的升温速率从180℃升到240℃；最后以10℃min-1的升温速率从240℃升到285℃，并在285℃维持10min。总的运行时间为 42min。载气使用高纯氦气(纯度>99.999％)，恒定流速为1mL min-1。样品和标液的进样量为2.0μL，采用不分流进样模式，进样口温度为300℃。使基体中所有的多氯联苯类化合物完全分开。质谱参数为：电离模式,电子轰击源(EI)，能量为70eV。离子源温度为230℃，四级杆温度150℃，传输线温度为300℃，溶剂延迟为4min。
[0055] 最后进行定量分析，采用双内标定量法，8种多氯联苯同位素内标(13C12-labelled PCBs 28、52、118、153、180、202、206和209)和2种多氯联苯同位素回收内标 (13C12-PCB101、13C12-PCB194)的定量，同位素内标用来校准33种多氯联苯的待测物。本实施例中经计算后检测结果如下：乳制品中多氯联苯醚(33种)在20μg/kg的加标水平下的回收率为：88％～105％。
[0056] 上述回收率的结果满足欧盟指令(European Union document 2002/657/EC)中的相关要求。10μg/kg≤P＜100μg/kg时回收率需在80％～110％范围内，P指待测物的浓度。
[0057] 根据实例检测的结果可以看出，各持久性有机物的回收率全部都满足欧盟指令 (European Union document 2002/657/EC)中的相关要求，说明采用本发明提供的多层硅胶净化色谱柱的制备和填充方法制备的多层硅胶色谱柱能用于检测环境样品中持久性有机物的含量，而且灵敏度高、准确度高、重现性好和回收率高。
