分光光度法扩展应用:水中痕量孔雀石绿的检测

 

孔雀石绿主要用于水产养殖业，它能够抗真菌感染和杀灭寄生虫，但其负面作用是致癌、致畸、致突变，因此即使在水中只有微量残留国家也是禁止的，本实验就从实验的角度出发，探讨分光光度法在测量痕量孔雀石绿检测方面的扩展应用。

一、实验部分

1、实验方法
移取5mL水样于10mL锥形玻璃离心管内，用注射器将220uL萃取剂二氯甲烷和1.5mL分
散剂甲醇的混合液快速注入样品中，溶液形成乳浊体系且较长时间不消失，静置2分钟。以3000r/min的转速离心5分钟，分散的二氯甲烷颗粒将沉积到离心管底部，形成有机相。用100uL微量进样器抽取下层有机相置于lcm微量比色皿中，于617nm处测定吸光度。

2、仪器与试剂

紫外可见分光光度计；低速台式离心机；超纯水仪；≥95.0%的孔雀石绿；≥99.9%的甲醇；其余试剂均为分析纯。

二、实验过程

1、确定最大吸收波长

按实验方法，将标准溶液和试剂空白分别经过分散液液微萃取后，在400~750nm范围内扫描其吸收光谱得出溶液最大吸收峰位于617nm处，试剂空白不干扰测定，故选择617nm为测定波长。

2、萃取剂和分散剂的种类

萃取剂的种类显著影响萃取率、富集因子和对目标化合物的选择性。在萃取剂一定的情况下，分散剂的种类直接决定富集倍数的高低。本实验考察了四氯化碳、氯苯、二氯甲烷、三氯甲烷4种萃取剂及甲醇、乙腈、丙酮和乙醇4种分散剂对萃取效率的影响。在相同的条件下以二氯甲烷作为萃取剂、甲醇作为分散剂时富集倍数最高，所以本实验选择萃取剂为二氯甲烷、分散剂为甲醇。

3、萃取剂的体积

按分散液液微萃取实验方法，在分散剂甲醇体积不变的条件下均为1.0mL，依次分别加入150、200、220、250、300uL二氯甲烷。结果表明，当二氯甲烷体积增加时，由于沉积相体积也相应增加，萃取率有所增加。当二氯甲烷体积为220uL时，富集倍数最高，可以达到18.4倍。这说明在实验条件下，细微的二氯甲烷液滴和水样中孔雀石绿有非常大的接触表面，可以实现孔雀石绿的定量萃取。二氯甲烷体积进一步增大，会增加其液滴之间碰撞的机会而形成较大的液滴，降低接触表面，使萃取效率降低。另外，二氯甲烷体积增加导致孔雀石绿在沉积相中的浓度降低，富集因子也随之降低。同时考虑到准确和方便地移取沉积相，本实验选择220/uL的二氯甲烷以获取高的回收率和低的方法检出限。

4、分散剂的体积

实验考察了其他条件不变时甲醇体积分别为0.8、1.0、1.5、2.0、2.2mL对萃取富集效率的影响，结果表明，随着甲醇体积的增加，富集倍数先增加后减少，甲醇体积为1.5mL时富集倍数最高。这可能是因为分散剂用量过少，它就不能很好地将萃取剂分散，传质效果差，也不能完全形成微乳液，所以萃取效果不好。用量过多，则目标物孔雀石绿在水中的溶解度会增加从而使萃取效率降低。

5、萃取时间和离心时间

在DLLME中，萃取时间定义为注入分散剂和萃取剂的混合液到开始离心之前的时间间隔。本实验在保持实验条件一致的前提下，将萃取时间分别设置为0、2、5、10、20分钟进行实验，结果表明萃取时间为2分钟时萃取效率即达到最大，超过5分钟则萃取效率下降。这也证实了在分散剂的辅助作用下，萃取剂以极细微的液滴形态分散于水溶液中，液滴和水相的接触表面积非常大，分析物可以快速从水相被萃取到有机液滴中，萃取平衡状态在较短时间即可达到，这是DLLME技术的最大优点。当萃取时间过长，可能因为有机溶剂挥发损失从而使萃取效率降低。所以本实验选择萃取时间为2分钟。

实验选取转速为3000r/min的离心时间分别为2、5、8、10、12分钟进行测试，通过比较，离心5分钟时萃取效率即达到最高。

6、盐浓度的影响

加入不同浓度0～10%的NaCL，在其他实验条件保持不变的情况下考察增加离子强度对孔雀石绿萃取效率的影响。结果表明，当样品溶液中不加NaCL时富集倍数为29.5倍，加入2%NaCL时富集倍数达到63.7倍，随着NaCL浓度进一步增大，富集倍数变化不大，当增大到10%时，萃取效率又有所下降。这可能是因为适量的NaCL能增加溶液中离子强度，加大目标物孔雀石绿从水相到萃取剂相的传质效率，而当NaCL浓度过大时由于沉积相体积增大导致富集倍数降低。故实验选择加人2%NaCL。

7、共存离子的影响

实验了常见的阴离子和阳离子对测定孔雀石绿的影响，相对误差在士5%以内时，1000倍的K+、A13+、Co2+、Na+、Ca2+、Mg2+、Ni2+、Cr6+、NO3-、F-、HCOO-、CL-、I-；800倍的Mn2+、Ba2+、；500倍的Pb2+、Br-和100倍的NH4-不干扰测定。

三、方法分析特性

为了验证方法用于定量分析的可行性，在优化的萃取条件下，考察了所建立方法的线性范围、检出限和精密度。结果表明，孔雀石绿的质量浓度C在8～1000ug/L范围内与吸光度A均具有良好的线性关系，校准曲线的线性回归方程为A=0.0017C(ug/L)+0.0245，相关系数r=0.9992，检出限为4.20ug/L。以质量浓度为100ug/L和1000ug/L的标准溶液连续测定6次的相对标准偏差RSD分别为4.1%和3.4%，说明本方法具有较高精密度。下图为1000ug/L样品溶液富集前后的吸收光谱图，富集倍数为63.7倍。

四、实际样品的测定

应用所建立的方法测定了本地区的湖水、饮用纯净水和某排污沟的污水样品。分别取5mL样品溶液于离心试管中进行萃取测定。在污水和湖水水样中均有检出孔雀石绿。同时，对所测定的水样进行加标回收实验，计算加标回收率和标准偏差，结果表明各样品的加标回收率在74.7%一108.2%之间，说明本方法的具有较好的重现性。

五、结论

本实验使用液液微萃取法萃取痕量的孔雀石绿，考察了各种最佳实验因数，结果表明，使用紫外分光光度计能够很好地检测饮用水、地表水及污水中痕量孔雀石绿。