固相萃取-高效液相色谱法同时测定废水中喹乙醇和3种四环素类抗生素.pdf

经 验 交 流 固相萃取 － 高效液相色谱法同时测定废水中 喹乙醇和 3 种四环素类抗生素 * 田伟 1， 2 马丽莉 1， 2 杨志敏 1， 3 陈玉成 1， 3 陈庆华 1， 3 1. 西南大学资源环境学院， 重庆 400716; 2. 三峡库区生态环境教育部重点实验室， 重庆 400715; 3. 重庆市农业资源与环境重点实验室， 重庆 400716 摘要 建立了固相萃取 － 高效液相色谱法同时检测废水中喹乙醇、 土霉素 OTC 、 四环素 TC 和金霉素 CTC 的分析 方法。实验对前处理方法和色谱条件进行了探讨和优化， 结果表明水样 pH 值为 2. 5， 不加提取剂时 Oasis HLB 柱的纯 化富集效果最好， 液相色谱在 375 nm 处对四种物质的分离性能最佳。该方法具有良好的线性关系 r ＞ 0. 999 ， 最低 检出限为 11 ～ 26 ug/L。喹乙醇和 3 种四环素类抗生素的加标回收率分别为 91 ～ 95 ， 90 ～ 91 ， 86 ～ 90 和 81 ～ 86 ， 相对标准偏差为 3. 4 ～ 6. 3 。 关键词 喹乙醇; 四环素类; 固相萃取; 高效液相色谱 SIMULTANEOUS EXTRACTION AND DETERMINATION OF OLAQUINDOX AND THREE TETRACYCLINE ANTIBIOTICS IN WASTEWATER USING SOLID- PHASE EXTRACTION AND LIQUID CHROMATOGRAPHY Tian Wei1， 2Ma Lili1， 2Yang Zhimin1， 3Chen Yucheng1， 3Chen Qinghua1， 3 1. College of Resources and Environment，Southwest University，Chongqing 400716，China; 2. Key Laboratory of Eco-Environments in Three Gorges Reservoir Region，Ministry of Education，Chongqing 400715，China; 3. Chongqing Key Lab of Agricultural Resources and Environment，Chongqing 400716，China AbstractAn analytic was developed for determination of olaquindox， oxytetracycline OTC ， tetracycline TC and chlortrtracycline CTC in wastewater using solid phase extraction with high perance liquid chromatography detection. The pretreatment s and chromatographic condition have been optimized． The optimized condition was no extractor， water sample pH 2. 5 and detective wavelength 375nm. This had good linearity r ＞ 0. 999 ， and the limits of quantification were between 11 ～ 26 ug/L. The range of recoveries for olaquindox and three tetracycline antibiotics in water sample were 91 ～ 95 ， 90 ～ 91 ， 86 ～ 90 ， 81 ～ 86 with a relative standard deviation of 3. 4 ～ 6. 3 respectively. Keywordsolaquindox;tetracyclines; solid phase extraction; HPLC *重庆市科技攻关重点项目 CSTC2009AB7027 ; 中央高校基本科研 业务费专项 XDJK2009C063 。 0引言 近年来随着养殖业的迅速发展， 为了治疗、 预防 动物疾病和促进其机体生长， 饲养者盲目地使用抗生 素和激素。据报道， 进入动物体内的抗生素和激素有 相当一部分不能够被完全代谢， 会以原形和活性代谢 产物的形式通过 粪便排 到 体 外， 形 成 持 久 性 的 污 染 ［1- 2］。这不仅影响到养殖业的生产， 更威胁着人类 的健康与生存环境。属于激素的喹乙醇以及属于四 环素类 tetracycline， TCs 的土霉素 OTC 、 四环素 TC 和金霉素 CTC 是养殖业常用的药物 ［3- 4］。目 前， 有关环境中抗生素和激素的分析检测方法的报道 较多， 但同时检测废水中的抗生素和激素的分析方法 尚不完善 ［5- 8］。本研究通过优化前处理和检测条件， 建立同时测定废水中喹乙醇和 3 种四环素类抗生素 的 HPLC 检测方法。 1实验部分 1. 1仪器与试剂 岛津高效液相色谱仪 LC- 20A 紫外检测器 ; Oasis HLB 固相萃取柱 3mL/60mg， Waters 公司 ; 氮 吹仪 天津恒奥科技发展有限公司 。 201 环境工程 2012 年 6 月第 30 卷第 3 期 土 霉 素、四 环 素、金 霉 素 Dr. Ehrenstorfer GmbH ; 喹乙醇 Fluka 公司 ; 甲醇和乙腈 色谱纯， Fisher 公司 ; 其他试剂均为分析纯。 1. 2标准溶液和缓冲液的配制 准确称取 0. 02 g 的喹乙醇、 OTC、 TC、 CTC 标准 品， 加入少量甲醇溶解， 并用甲醇定容于 100mL 的棕 色容量瓶中， 配制成 200mg/L 的标准储备液， 保存于 4℃ 的冰箱中。使用时用甲醇稀释至所需浓度。配制 EDTA-Mcllvaine 缓冲溶液 pH 4 。 1. 3废水的前处理 废水采集于重庆市某大型养猪场的污水出口。 水样先用滤纸过滤， 以去除其中的悬浮物和大颗粒杂 质。取 50 mL 滤液， 加入磷酸调节 pH 2. 5， 然后过 Oasis HLB 柱进行富集纯化。萃取前， Oasis HLB 柱 用 5 mL 甲醇和 3 mL 去离子水活化。萃取完成后用 5 mL 甲醇洗脱， 收集洗脱液并在室温下用氮吹仪吹 至近干， 用甲醇定容至 1 mL， 待测。 1. 4色谱条件 色谱 柱 Inertsil ODS-SP 4. 6 mm 250 mm， 5 μm ; 流动相 0. 01 mol/L 磷酸二氢钠溶液 用磷酸 调节 pH 至 2. 5 和乙腈 体积分数 75 ; 柱温 25 ℃; 流速 1 mL/min; 进样量 10 μL; 检测波长 375 nm。 2结果与讨论 2. 1提取方法 EDTA-Mcllvaine 缓冲溶液作为四环素类抗生素 的提取液， 在食品和环境检测样品中都有应用， 同时 参考相关文献 ［1， 4， 7， 9 － 12］， 以 EDTA-Mcllvaine pH 4 为提取液、 直接向水样中加入 50mg Na2EDTA、 不加 入任何提取液三种方法来提取 10 mg/L 的加标水样。 如表 1 所示， 3 种提取条件下， 各物质的回收率均在 80 ～ 100 ， 除喹乙醇外都十分接近。在无提取液 条件下， 喹乙醇的回收率明显优于其他两种条件下的 回收率。所以， 不加入任何提取液可以实现 4 种物质 的同时提取， 同时简化了实验的操作过程。 表 1不同提取条件下喹乙醇和抗生素的回收率 提取方法喹乙醇OTCTCCTC EDTA-Mcllvaine86929092 Na2EDTA88919293 无提取液95908989 2. 2萃取条件 为提高 4 种物质的回收率， 考察水样 pH 为 2. 5、 4. 0、 6. 5 时提取 10 mg/L 的加标水样对回收率的影 响。如图 1 所示 3 种四环素类抗生素的回收率随着 水样 pH 值的降低而升高， 并在 pH 2. 5 时升高到 80 ～ 100 。喹乙醇的回收率受水样 pH 值变化的 影响较小， 均保持在 90 ～ 100 。由于 4 种物质在 强酸性条件下易于降解， 且当水样的 pH 值为 2. 5 时， 4 种物质的回收率均大于 80 ， 所以萃取前将水 样的 pH 值调节为 2. 5。 图 1水样 PH 对喹乙醇和抗生素提取影响 2. 3色谱条件 TCs 的结构使其能够和金属离子螯合， 导致在色 谱分离时的峰形会形成明显的拖尾 ［1］。为了避免进 一步发生次级保留， 采用磷酸缓冲盐作为流动相的主 体。TCs 的紫外检测波长一般在 250 ～ 400 nm 之间， 所以取一定量的标准溶液经紫外在 250 ～ 400 nm 波 长间扫描， 土霉素、 四环素和金霉素在波长 268nm 和 355 nm 附近有最大 吸 收 峰。喹 乙醇在 266 nm 和 382 nm有 最 大 吸 收 峰。分 别 选 择 265， 355， 375， 385 nm波长进行比较。结果表明 在 265 nm 时杂峰 影响很大; 随着波长的增大， 杂质峰影响明显减小。 综合考虑， 本文选择 375 nm 作为检测波长， 所得的色 谱图见图 2。 图 2喹乙醇和 3 种抗生素的色谱 2. 4标准曲线、 检出限和回收率 将标准储备液用甲醇稀释， 配制成浓度分别为 0. 8， 1. 6， 2. 4， 3. 2， 4. 0， 8 mg/L 的混合标准溶液， 测 得标准系列与其峰面积呈良好的线性关系， 相关系数 r ＞ 0. 999，重 现 性 较 好 见 表 2 。 取 低 浓 度 301 环境工程 2012 年 6 月第 30 卷第 3 期 0. 5 mg/L 的混合标准溶液进样测定 7 次， 在 99 的置 信区间， 通过以下公式计算检出限 L S t 6， 0. 99 ， 其 中 S 为平行测定的标准偏差， t 6， 0. 993. 143。 表 2线性和检出限 回归方程 相关系 数 r 标准偏 差 / 检出限 / μg L － 1 喹乙醇y 21 506x － 6 375. 60. 99976. 420 OTCy 13 071x － 450. 80. 99973. 511 TCy 16 701x － 2 273. 30. 99986. 721 CTCy 13 394x － 1 518. 40. 99988. 226 注 y 为峰面积; x 为浓度， mg/L。 采取经测定不含目标物质的养殖废水， 向其中添 加标准溶液， 配制成 4. 0， 10， 20 mg/L 的混合标准溶 液， 进行回收率的测定， 结果见表 3。由表 3 可知 4 种目标物质的回收率在 80 ～ 100 。 表 3废水中喹乙醇和抗生素的回收率 n 5 加标量 / mg L －1 回收率RSD 喹乙醇 OTCTCCTC 喹乙醇 OTC TCCTC 4959090843. 43. 24. 54. 6 10929186814. 14. 85. 16. 3 20919088863. 84. 64. 95. 2 2. 5实际样品分析 采集了重庆市某养殖场的出口废水样品， 按本方 法检测。废水中检出含有喹乙醇， 浓度为 1. 1 mg/L， 未 检出四环素类抗生素。同时在上述废水中添加1 mg/L 的标准混合样做加标回收实验， 测得喹乙醇和 3 种四 环素类抗生素的回收率分别为 93 、 90 、 86 、 87 。 3结论 建立了固相萃取 － 高效液相色谱法同时检测废 水中喹乙醇、 土霉素、 四环素和金霉素的分析方法。 水样经调节 pH 2. 5 后， 经 Oasis HLB 柱纯化富集， 以乙腈和 0. 01 mol/L 的磷酸二氢钠溶液 pH 2. 5 为流动相并于检测波长为 375nm 的色谱条件下测 定。结果表明 本方法具有良好的线性关系， 相关系 数均大于 0. 999， 最低检出限为 11 ～ 26 ug/L。喹乙 醇、 土霉素、 四环素和金霉素在 3 种加标水平下的回 收率分别为 91 ～ 95 、 90 ～ 91 、 86 ～ 90 、 81 ～ 86 ， 相对标准偏差为 3. 4 ～ 6. 3 。经检 测某养殖 场 排放 的 废水 样 品， 检 出 喹 乙 醇 浓 度 为 1. 1 mg/L， 未检出 3 种四环素类抗生素。 参考文献 ［1］刘虹， 张国平， 刘丛强． 固相萃取 － 色谱测定水、 沉淀物及土壤 中氯霉素和 3 种四环素类抗生素［J］． 分析化学， 2007， 35 3 315- 319． ［2］贾涛． 高效液相色谱法测定饲料中违禁药物喹乙醇［J］． 饲料 博览， 2009 10 3- 7． ［3］刘伟， 王慧， 陈小军， 等． 抗生素在环境中降解的研究进展［J］． 动物医学进展， 2009， 30 3 89- 94． ［4］池利民， 全则灵， 张雪梅． HPLC 测定猪肉食品中四环素族抗生 素残留［J］． 安徽农业科学， 2010， 38 7 3548- 3549． ［5］马丽丽， 郭昌胜， 胡伟， 等． 固相萃取 － 高效液相色谱 － 串联质 谱法同时测定土壤中氟喹诺酮、 四环素和磺胺类抗生素［J］． 分析化学， 2010， 38 1 21- 26． ［6］张艺， 李瑞萍， 张兴华， 等． 固相萃取 － 亲水作用色谱法测定废 水中四环素类抗生素［J］． 分析化学， 2009， 37 6 840- 844． ［7］李维， 王冉， 魏瑞成， 等． HPLC-VWD 法测定猪粪中喹乙醇的残 留［J］． 江苏农业学报， 2009， 25 2 411- 514． ［8］贲伟伟． 畜禽废水中多种抗生素的同步检测方法及深度处理 技术研究［D］． 北京 中国科学院研究生院， 2009． ［9］秦燕， 陈毓芳， 林峰． 固相萃取 － 高效液相色谱法同时测定牛 奶中的多种四环素残留［J］． 食品科学， 2005， 2 3 202- 204． ［ 10］那广水， 陈彤， 张月梅， 等． 中国北方地区水体中四环素族抗生 素残留现状分析［J］． 中国环境监测， 2009， 25 6 78- 80． ［ 11］胡冠九， 王冰， 孙成． 高效液相色谱测定环境水样中 5 种四环 素类抗生素残留［J］． 环境化学， 2007， 26 1 106- 107． ［ 12］陆梅． 高效液相色谱法测定水中土霉素、 金霉素、 四环素残留 ［J］． 环境研究与监测， 2009， 22 3 39- 40． 作者通信处田伟400716重庆市西南大学资源环境学院 E- mailtianweixndx 163． com 2011 － 09 － 09 櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 收稿 简讯 有机塑料使太阳能电池转化率达 44美国得克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员表示， 根据有关太阳能能量转换机制的 全新研究， 利用一种有机塑料半导体材料， 可使传统太阳能电池的效率显著增加， 从 31 提升至 44 。相关研究报告发表在 2011 年 12 月 16 日出版的科学 杂志上。 领导这一研究的该校化学系教授朱晓阳 音译 及其团队发现， 利用一种有机塑料半导体材料， 可使从太阳光子收获的电子 数量增加一倍。朱教授表示， 塑料半导体太阳能电池的生产具有很大优势， 其中之一就是成本较低。新材料开启了太阳能能量 转换的新途径， 从而让能量转换效率达到更高。 目前使用的晶硅太阳能电池的最大理论效率大约为 31 。这种以“热电子” 形式呈现的能量， 会以热能的形式损失掉。而 捕获热电子能提高太阳能到电力的潜在转化效率， 甚至可使这一比率达到 66 。摘自 中国城市低碳经济网 401 环境工程 2012 年 6 月第 30 卷第 3 期