超高效液相色谱法测定水中氯酚物质的条件分析与探讨

王怿婷 张明明

北京市自来水集团水质监测中心，中国·北京 100192

1 引言

氯酚类物质是环境中的重要污染物，不但有毒，而且它可使水带有讨厌的气味和颜色，因而水中酚类物质测定具有重要意义[1]。长期饮用被氯酚污染的饮用水，可引起头昏、出疹、瘙痒等神经系统的症状，而且氯酚具有致畸、致癌、致突变效应，同时伴有强烈的刺激性气味，影响用水安全[2-4]。

氯酚类物质的测定方法主要有气相色谱法、液相色谱法和液质联用技术等，其中，液相色谱法凭借重现性好、准确度高、操作便捷等优点较广泛地应用于水中氯酚类物质的检测分析。与传统液相色谱（HPLC）相比较，超高效液相色谱（UPLC）基于高压、高速、高灵敏度等特点，可使目标化合物得到更快速更高效地分离。

对于氯酚类化合物来说，影响其出峰因素较多，特别在分离度方面，由于酚羟基的易电离性使生成的离子与分子在固定相中有双重保留机制，导致拖尾严重，使性质相似的酚分离性能不佳[5]。论文在已有文献基础上，利用超高效液相色谱（UPLC）和紫外检测器，同时测定样品中的2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚和五氯酚三种氯酚，通过调节流动相淋洗模式，分别经等度及梯度分离试验，从而找到最佳的测定条件。

2 实验

2.1 仪器和材料

美国Waters公司超高效液相色谱仪（UPLC H-Class），配有二极管阵列检测器（PDA）、四元溶剂泵（QSM）和样品管理（SM-FTN）；Milli-Q超纯水机；ENVI-chrom P固相萃取小柱（Supelco公司）；实验中所用甲醇、乙腈、四氢呋喃、甲酸等均为色谱纯（Fisher公司）；2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚和五氯酚标准溶液购于环保部，浓度为1000mg/L。

2.2 样品前处理

采用固相萃取法，依次用10mL甲醇和10mL纯水，对固相萃取柱进行活化。取1000mL水样，加入硫酸溶液使pH值达到1.5～2，再以5～10mL/min的流速使水样通过活化的固相萃取小柱，萃取完成后用氮气吹干。用2mL四氢呋喃洗脱后置于浓缩瓶内，定容体积为1mL，上机测定[6]。

2.3 色谱条件和参数

色谱柱为：Waters BEH C18（1.7µm，2.1×50mm）；色谱柱温度：36℃，流动相：A水（含0.1%甲酸），B甲醇，C乙腈。进样量：5μL，流速：0.4mL/min，检测器为二极管阵列检测器（PDA）。

3 结果与讨论

3.1 等度模式淋洗

分别以0.1%甲酸水、甲醇、乙腈为流动相，按不同比例进行等度淋洗分离，如表1所示。

表1 不同等度模式出峰情况对比

3.2 梯度淋洗

①A：0.1%甲酸水；B：乙腈，初始，80%A，20%B；1.3min，60%A，40%B；2.5min，0%A，100%B；5min，0%A，100%B；7min，80%A，20%B。色谱图见图5。

②A：0.1%甲 酸 水；B：乙 腈，初 始，60%A，40%B；1min，50%A，50%B；2min，20%A，80%B；3min，20%A，80%B；3.5min，60%A，40%B。色谱图见图6。

3.3 流动相选择及分离条件分析

从表1及图1～图6可以看出，在等度条件下洗脱时，相对于甲醇来说，选用乙腈做流动相，响应值更高，出峰时间提前，峰形更加紧凑，有利于节约时间和流动相。经反复试验后结果表明，当流速为0.4mL/min，流动相为水（含0.1%甲酸）40%，乙腈60%时（如图4所示），2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚和五氯酚三种氯酚的峰形和保留时间都较合适，基线平稳，分离效果最佳，分离过程只需2min。在梯度条件下洗脱时，如图5所示，色谱峰分离效果较好，但基线有漂移。在原有梯度条件下经优化后如图6所示，出峰时间提前，三种氯酚分离度更好，基线更平稳，因此在梯度洗脱下的流动相波动不宜过大，同时样品分离后的缓冲也较为重要，以保证更平稳的进入下一样品的梯度分离。

图1 流动相条件为（0.1%甲酸）水∶甲醇=40%∶60%时

图2 流动相条件为（0.1%甲酸）水∶甲醇=30%∶70%时

图3 流动相条件为（0.1%甲酸）水∶乙腈=30%∶70%时

图4 流动相条件为（0.1%甲酸）水：乙腈=40%：60% 时

图5 梯度淋洗（一）

图6 梯度淋洗（二）

3.4 标准曲线及线性范围

将浓度为1000mg/L的2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚和五氯酚标准溶液，用甲醇逐级稀释成浓度为0mg/L、0.1mg/L、0.2mg/L、0.4mg/L，0.8mg/L、1.0mg/L的标准系列，上机测定，按图4的色谱条件：40%甲酸水，60%乙腈，等度模式淋洗。以浓度为横坐标，以峰面积为纵坐标绘制标准曲线，相关系数分别为0.9995、0.9996、0.9994。

3.5 加标回收率及精密度实验

向某龙头水中加入2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚和五氯酚混标溶液，按等度模式分离，色谱条件同标准曲线进样条件，平行测定6次，结果如表2所示，回收率在92.8%～96.4%，相对标准偏差在1.8%～3.0%，满足检测要求。

表2 三种氯酚物质加标回收及精密度实验

4 结语

通过调节流动相淋洗模式，分别经等度及梯度分离试验，对2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚和五氯酚三种酚类的分离效果进行分析比较，就这三种氯酚物质而言，在等度模式下，流速为0.4mL/min，选用水（含0.1%甲酸）40%，乙腈60%作为流动相时，三种氯酚物质分离效果最好，保留时间合适，基线平稳，进样时间短，分离效率较高。标准曲线的相关系数均高于0.999，相对标准偏差为1.8%～3.0%，加标回收率为92.8%～96.4%。若是对于多种氯酚类物质的分离测定，采用优化后的梯度色谱条件也可较好地满足测定要求，需要注意的是梯度洗脱时流动相的波动不宜过大，以保证基线更加稳定。