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微波萃取用于有机金属化合物形态分析的样品前处理(二)

发布时间:2019-05-13 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:667

(二)有机砷化合物

Claire等利用盐酸-硝酸、正磷酸草酸铵作为萃取溶剂萃取了沉积物中的砷化合物有机砷如一甲基胂酸和二甲基胂酸比较容易萃取出来,而且在不同的介质中都比较稳定,其萃取效率达96%以上。尤机砷离子在盐酸-硝酸介质中也能被定量萃取,但不能进行三价砷和五价砷的形态分析,因为二价砷在这种介质中容易氧化成五价砷。正磷酸草酸铵是两种能够比较好地同时萃取二价砷和五价砷并能保持其各自形态的萃取介质,萃取效率达90%~95%,但也发现了二价砷的部分氧化。随正磷酸浓度的增大,二价砷更容易氧化成五价砷,在微波消解的条件下,这种现象更加明显。Peter等比较了50%丙酮-50%甲醇、异丙醇、5%盐酸~50%丙酮、5%盐酸-50%甲醇、5%盐酸-50%异丙醇五种萃取溶剂对土壤和沉积物中二甲基胂酸盐的萃取效率。以含盐酸的萃取溶剂进行萃取没发现二甲基呻酸盐的降解;从色谱分离图上可以看出,所有的萃取溶剂均不能把三价砷、砷的中性化合物和砷的阳离子化合物萃取出来。其可能的萃取机理在于萃取溶剂中的有机溶剂能浸润(permeate)土壤中的有机物,进而使砷化合物吸附到萃取溶剂中;而盐酸能使大部分溶剂质子化,这些质子化的阳离子与砷化合物的阴离子形成离子对,加速砷化合物的溶解。与此同时,氯离子作为一种强电解质能够取代砷化合物的阴离子而保留在离子交换的位置。能够部分解释砷化合物萃取效率的提高,而且萃取溶剂几乎没有氧化电势,不能将有机砷氧化为尤机砷(AsV):生物样品中的砷化合物主要为砷甜菜碱,以甲醇-水为萃取溶剂在低功率条件下萃取贻贝4min可达到68%的萃取效率下班。萃取功率低于60W萃取时问小于8min,砷甜菜碱就可以在聚焦微波炉内稳定存在。Ackley比较了去离子水、四甲基氢氧化铵溶液和甲醇-水萃取体系对鱼中砷化合物的萃取效率。在相同的萃取温度(50℃)和萃取时间(4min)下,5%的四甲基氢氧化铵溶液对砷化合物的萃取效率最高。由于中性的四甲基氢氧化铵萃取溶液在进入高效液相色谱的C18柱以后改变化合物的保留时间,最终选择甲醇-水(80:20)在65℃萃取4min,可得到100%的萃取效率。Larsen首次在食用蘑菇中发现了三甲基氧化胂的存在并用甲醇-水进行了定量萃取。

(三)有机汞化合物

Lorenzo综述了水系沉积物中甲基汞的萃取方法,把微波萃取与传统的萃取方法作了比较。最经典的萃取生物样品中甲基汞的方法是WestoJ在1966年提出的,并用气相色谱分离电子捕获检测器进行了测定。后来的酸浸提技术基本上都是在Westoo的基础上稍加改进而来的。酸浸提技术是可靠性最高的萃取甲基汞的技术,其最大缺点是萃取时间太长,每天只能进行很少量样品的处理分析。碱消解技术可以有效地把甲基汞从生物样品中萃取出来,但所需时间较长,通常要3~24h,与超声振荡萃取结合后,可将萃取时间缩饭至2~3h,但甲基汞含量低于1ng·g-1会存在复杂的基体效应。水蒸气蒸馏技术克服了复杂的基体效应,但Bloom和Hintelmann的研究发现在蒸馏过程中无机汞会转化成有机汞。超临界流体萃取能在较短的时间(60min)内用二氧化碳将甲基汞从沉积物中萃取出来用于形态分析,但样品基体中存在的硫化物和有机碳会影响萃取效率,且样品中必须不含无机汞。微波消解则克服了上述萃取方法中存在的许多问题,在密闭系统中以略高于溶剂沸点的温度在几分钟之内就可以把汞化合物萃取出来。此外微波消解能同时进行几个样品的处理,所需的有毒溶剂的量也非常少,样品基体对其基本上没有影响。

微波消解沉积物和生物样品中的甲基汞,是在酸浸提和碱消解的基础上利用微波这种特殊的能量,加快甲基汞从沉积物和生物样品中的萃取。加入4 mL6mol·L-1盐酸和5mL苯在10min内可将沉积物中的甲基汞定量萃取;加入6ml 250g·L-1 KOH-CH3OH溶液。在80~90W功率微波辐射1min,或者加入5mL 25% TMAH,在20W功率微波照射20min就叮以将鱼中的甲基汞定量地萃取出来。微波消解沉积物中的甲基汞,关键的影响因素是盐酸的体积和消解温度沉积物中的加标甲基汞只需少量的盐酸在较低的温度下就可以萃取出来,而固有的甲基汞则需要较多的盐酸和较高的温度才能萃取出来。生物样品中的甲基汞常使用碱溶液进行萃取,然而酸也可以作为另一种萃取溶剂。酸作为萃取溶,更易于将与蛋白结合的汞释放出来。因为酸可以与蛋白反应生成氯代络合物。研究表明,盐酸的浓度对尤机汞的萃取率有很大影响。盐酸浓度低于2mol·L-1,鱼中的无机汞不能被释放出来:盐酸浓度从2mol·L-1升高至6mol·L-1,无机汞的萃取率明显提高,最高萃取效率达90%。甲基汞的萃取率与盐酸浓度关系不大。在盐酸中加入氯化钠也使无机汞的萃取率提高,而对甲基汞的萃取率没有影响。此外.萃取温度对甲基汞的萃取率有很大影响。萃取温度由75℃升高至125℃,会导致甲基汞的萃取率由102%降低至68%。

(四)硒化合物

近几年,硒化合物的形态分析引起了人们的极大兴趣。硒化合物的形态分析对研究其在环境中的代谢、生物作用、营养价值和其在生物体内的代谢有很大的帮助。最近的文献关于尤机硒的报道较多,关于有机硒的报道较少。测定有机硒的难点在干其在原子光谱检测器上的灵敏度很低,需要将其转化成可以在原子光谱检测器上可以直接检测到的形式。Gonz6lez等将在线微波消解系统引入色谱柱分离-柱后分解,将色谱柱中分离出的有机硒化合物如硒代胱氨酸硒代蛋氨酸、硒脲、硒代乙硫氨酸等都分解成Se(Ⅳ)形态,然后氢化物发生,进入原子光谱检测器进行检测。Gomez-Ariza等也采用了在线微波消解的方式将液相色谱分离后的硒代胱氨酸、硒代蛋氨酸、硒代乙硫氨酸和硒酸盐用15mmol·L-1 KBrO3和47% HBr在线氧化还原。在微波消解的后面加上冰水浴进行冷却。冷却后的溶液与硼氢化钠发生氢化物反应,用原子荧光检测器检测。

文章来源:《环境样品前处理技术》

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