農藥分析中蒸發樣品制備技術的比較研究
Felix Massat博士，Benoît Planel*，Antoine Venezia
法國 瓦朗斯 Laboratoire départemental d’analyses de la Drôme生物實驗室
簡介
當一個高度可控的環境，如環境分析實驗室，需要引進任何新的儀器或設備時，這些新的儀器設備通常都需經過嚴格的驗證，以確保其具備與實驗室中現有設備同等或更好的操作性能。這樣可以充分了解測試方法中的任何影響因素，并在必要時對測試方法進行重新驗證。就樣品濃度和蒸發技術而言，樣品（尤其是非常易揮發的分析物）回收率是最關鍵的因素。Laboratoire départemental d’analyses de la Drôme (LDA26)實驗室在新設備評估過程中，除了評估Genevac EZ-2蒸發儀的操作性能外，也對其與此前兩類現有的實驗方法進行了對比研究。 本報告即對相關實驗數據作出歸納總結。
左圖 ： Genevac EZ-2蒸發儀
Genevac EZ-2性能基準
將農藥樣品（20mg/l）加入50ml二氯甲烷（DCM）和丙酮混合物（兩種物質的 體積比為50:50）。每份樣品中另添加一滴戊醇（作為溶劑）。在35°C 溫度條件下，通過Genevac EZ-2（圖1）使樣品蒸發并在戊醇滴液中濃縮。實驗步驟采用由托斯卡納環保局1研發的特殊環境測試蒸發方法，有選擇性地蒸發掉分析物中的揮發性溶劑，取得不易揮發的溶劑成分。在隨后的蒸發實驗中，通過添加乙酸乙酯制成1ml樣品劑量，并使用電子捕獲檢測器（GC-ECD）將其注入氣相色譜儀進行分析。圖2顯示出相應的樣品回收率。
Genevac EZ-2 與現有設備的比較研究
Zymark TurboVap 濃縮方法和簡單的通風柜空氣蒸發方法是LDA26實驗室常用的兩種蒸發實驗方法。EZ-2初步評估即以這兩種常規實驗方法為基準。
實驗樣品為揮發性環境分析物。將樣品（50mg/l）加入50ml二氯甲烷（DCM）和丙酮混合物（兩種物質的體積比為50:50）。每份樣品中另添加一滴戊醇（作為溶劑）。按照上述操作步驟，通過Genevac EZ-2使樣品蒸發，或在35°C溫度條件下使用Zymark TurboVap 濃縮儀使樣品蒸發并取得戊醇滴液。在隨后的蒸發實驗中，通過添加乙酸乙酯制成1ml樣品劑量并使其蒸干。對于此前已在Genevac EZ-2中蒸干過的樣品，使其在35°C溫度條件下的EZ-2中再次干燥，而此前已在TurboVap濃縮儀中干燥過的樣品則需在通風柜中再次通風干燥。然后向樣品中添加水和乙腈，并將其酸堿值調整至pH 2。使用多波長熒光檢測器（HPLC-Fluor）將樣品注入梯度HPLC系統進行分析。圖3顯示出相應的樣品回收率。
圖2 – 在Genevac EZ-2中制備的多種分析物回收率
% = 回收率 SD = 標準偏差
|
分析物 |
% |
SD |
分析物 |
% |
SD |
分析物 |
% |
SD |
|
123TCB |
83 |
9 |
HCB |
101 |
11 |
嘧啶磷 |
110 |
17 |
|
124TCB |
131 |
16 |
茚并(1,2,3-cd)芘 |
104 |
5 |
甲基嘧啶磷 |
115 |
2 |
|
135 TCB |
105 |
28 |
馬拉硫磷 |
100 |
8 |
喹硫磷 |
106 |
6 |
|
2-甲基熒蒽 |
102 |
4 |
吡草胺 |
110 |
15 |
五氯硝基苯 |
100 |
10 |
|
2-甲基萘 |
94 |
15 |
殺撲磷 |
109 |
7 |
四氯苯 |
110 |
12 |
|
苊 |
101 |
4 |
萘 |
85 |
13 |
三唑酮 |
120 |
9 |
|
蒽 |
92 |
5 |
op'DDD |
96 |
8 |
三唑磷 |
146 |
5 |
|
苯并(a)蒽 |
90 |
4 |
op'DDE |
95 |
8 |
烯菌酮 |
100 |
9 |
|
苯并(a)芘 |
107 |
6 |
氧化氯丹 |
105 |
1 |
二嗪農 |
104 |
2 |
|
苯并(b)蒽 |
102 |
4 |
五氯苯 |
95 |
11 |
甲基毒死蜱 |
102 |
2 |
|
苯并(ghi) 苝 |
109 |
6 |
菲 |
101 |
28 |
甲基對硫磷 |
103 |
7 |
|
苯并(k)蒽 |
116 |
5 |
甲拌磷 |
102 |
5 |
殺螟松 |
105 |
10 |
|
百菌清 |
71 |
0 |
甲拌酯 |
94 |
13 |
乙基毒死蜱 |
102 |
8 |
|
屈 |
101 |
5 |
甲拌磷砜 |
112 |
7 |
乙基對硫磷 |
89 |
10 |
|
二苯并(ah)蒽 |
108 |
5 |
伏殺磷 |
114 |
6 |
甲基溴硫磷 |
93 |
8 |
|
樂果 |
116 |
7 |
亞胺硫磷 |
106 |
12 |
毒蟲畏 |
118 |
21 |
|
乙拌磷 |
105 |
8 |
pp'DDD |
92 |
8 |
乙基溴硫磷 |
83 |
14 |
|
乙拌磷砜 |
113 |
7 |
pp'DDE |
93 |
8 |
三硫磷 |
95 |
1 |
|
倍硫磷 |
110 |
8 |
pp'DDT |
93 |
8 |
甲基谷硫磷 |
132 |
20 |
|
熒蒽 |
94 |
11 |
異丙氧磷 |
109 |
7 |
乙基谷硫磷 |
107 |
9 |
|
芴 |
93 |
14 |
芘 |
117 |
6 |
速滅磷 |
103 |
4 |
圖 3 – 通過不同方法的兩個階段蒸發操作制備的揮發性分析物回收率
|
|
Genevac & Genevac |
TurboVap & 通風柜 | ||
|
分析物 |
Test 1 |
Test2 |
Test 3 |
Test 4 |
|
萘 |
75 |
79 |
28 |
21 |
|
2-甲基萘 |
86 |
87 |
40 |
35 |
|
苊 |
101 |
101 |
50 |
47 |
|
芴 |
100 |
100 |
51 |
50 |
|
菲 |
119 |
120 |
69 |
61 |
|
蒽 |
93 |
94 |
56 |
51 |
|
熒蒽 |
103 |
104 |
74 |
64 |
|
芘 |
120 |
121 |
86 |
76 |
|
2-甲基熒蒽 |
103 |
105 |
83 |
73 |
|
苯并(a)蒽 |
92 |
93 |
80 |
73 |
|
屈 |
102 |
102 |
88 |
81 |
|
苯并(b)蒽 |
105 |
105 |
96 |
87 |
|
苯并(k)蒽 |
121 |
120 |
110 |
100 |
|
苯并(a)芘 |
105 |
105 |
93 |
82 |
|
二苯并(ah)蒽 |
122 |
120 |
112 |
100 |
|
苯并(ghi) 苝 |
107 |
105 |
96 |
86 |
|
茚并(123-cd)芘 |
110 |
110 |
102 |
91 |
另外一組實驗所用的1ml乙酸乙酯樣品，其中分別含有不同的揮發性分析物（50mg/l）。每份樣品中另添加一滴戊醇（作為溶劑）。在35°C 溫度條件下，將這些樣品置于Genevac EZ-2中使其蒸發，或將樣品置于通風柜中使其通風干燥。在隨后的蒸發試驗中，通過添加水和乙腈制成1ml樣品劑量，并將其酸堿值調整至pH 2。將樣品注入HPLC-Fluor系統進行分析。圖4顯示出相應的實驗結果。
圖 4 –通過不同方法蒸發的揮發性分析物回收率
|
|
Genevac |
通風柜 | ||
|
分析物 |
Test 1 |
Test 2 |
Test 3 |
Test 4 |
|
萘 |
93 |
92 |
66 |
61 |
|
2-甲基萘 |
91 |
92 |
79 |
78 |
|
苊 |
103 |
106 |
95 |
97 |
|
芴 |
103 |
107 |
96 |
99 |
|
菲 |
120 |
124 |
112 |
116 |
|
蒽 |
96 |
99 |
89 |
92 |
|
熒蒽 |
101 |
104 |
95 |
98 |
|
芘 |
122 |
126 |
113 |
116 |
|
2-甲基熒蒽 |
101 |
106 |
95 |
98 |
|
苯并(a)蒽 |
91 |
94 |
85 |
86 |
|
屈 |
99 |
104 |
95 |
96 |
|
苯并(b)蒽 |
101 |
105 |
96 |
97 |
|
苯并(k)蒽 |
115 |
120 |
110 |
111 |
|
苯并(a)芘 |
106 |
110 |
100 |
100 |
|
二苯并(ah)蒽 |
109 |
113 |
103 |
105 |
|
苯并(ghi) 苝 |
110 |
115 |
104 |
104 |
|
茚并(123-cd)芘 |
104 |
109 |
100 |
101 |
結論
使用Genevac EZ-2蒸發儀 的新型蒸發方法能夠實現極好的樣品回收率，即使對于極易揮發的環境分析物，也能夠取得優于此前蒸發試驗方法的樣品回收率。EZ-2真空蒸發方法使溶劑在低溫條件下沸騰，從而將樣品保持在溶劑的沸點。相比之下，使用其他方法進行實驗時，樣品在蒸發過程中始終處于35℃高溫。這種較高的操作溫度會增加樣品中的溶劑和揮發性成分的蒸發速率。通過嚴格控制EZ-2裝置中的蒸發條件，可以優先去除溶劑并留下分析物和戊醇。
參考文獻
1. Marsico, Anna Maria, 2006. Improving Analysis of Pesticides – a new method development protocol to increase recovery of volatile compounds. 首次刊登于Lab Asia（2006年8月期刊），查看文章內容請訪問http://www.genevac.org/en/ArticleDetail.asp?S=6&V=1&ProductDownload=81
作者簡介
Felix Massat博士是實驗室的負責人；Benoît Planel是一名化學家；Antoine Venezia是研發部負責人；三位均就職于Laboratoire départemental d’analyses de la Drôme生物實驗室，地址：法國瓦朗斯BP118，26904F-91
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