亚临界R134a萃取技术在水产品多环芳烃分析检测中的应用研究

摘要

多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs)是一类普遍存在于海洋环境中的持久性污染物，可通过海水和海底污泥转移到水产品体内。PAHs具有性质稳定、不易降解和脂溶性等特点，易通过食物链的传递作用，不断富集，最终到达人类体内。PAHs具有强致癌性和基因毒性，随着人们对食品安全的重视程度不断加强，有关水产品中痕量多种类PAHs的准确、快速、绿色的萃取分析方法的研究得到了快速的发展。
　　目前，世界范围内有关水产品中PAHs检测技术的研究焦点主要集中在样品前处理技术上，传统的样品前处理技术多数因各种各样的问题或存在争议，或难以推广。其中，耗费有机溶剂和时间是传统样品前处理技术中共同存在的弊端。超临界流体萃取技术凭借其优于传统萃取技术的优良特性成为新型样品前处理技术研究的热点。然而，随着该技术研究的深入，超临界流体较为苛刻的操作条件，例如过高的操作压力，极大地限制了超临界流体在实际样品萃取分析中的应用和推广。
　　作为一种新型萃取技术，亚临界流体克服了超临界流体存在的一些技术弊端，在相对比较温和的压力和温度下，即可实现与超临界流体相似的萃取效果。论文在充分考虑现有的关于PAHs样品前处理技术中存在的各种弊端的基础上，首次提出采用亚临界R134a萃取技术作为新鲜水产品中PAHs的样品前处理萃取技术，以美国环保总局(US EPA)优先控制的16种PAHs作为目标分析物，建立一项适用于新鲜水产品中痕量PAHs的萃取分析技术，该技术是一项集萃取、纯化和检测于一体的准确、快速、绿色、安全的新型技术。
　　本课题首先以US EPA优先控制的16种PAHs作为目标分析物，通过对比HPLC和GC/MS这两种常用的、适用于分析PAHs的色谱技术的实验准确性，以这两项技术在定性分析和定量分析中的作用效果为研究基础，选择出最适合用于痕量分析复杂样品基质中PAHs的色谱分析技术GC/MS，以此作为后续实验过程中PAHs的色谱检测技术。然后以新鲜牡蛎作为空白样品基质，以PAHs的加标回收率作为实验考察指标，通过单因素实验和响应曲面实验，得到亚临界R134a的最佳萃取工艺参数:萃取压力为6MPa，萃取温度为43℃，夹带剂二氯甲烷用量为3.4mL。在此工艺条件下，16种PAHs的平均加标回收率是115.9％。
　　为了证明已建立的亚临界R134a萃取-离线纯化联合GC/MS检测新鲜水产品中PAHs的技术的准确性和应用性，本课题开展了方法检出限、回收率和精密度等试验，对已建立的亚临界R134a萃取技术进行了验证。亚临界R134a萃取PAHs的方法检出限为0.017-0.120μg/kg湿基，定量限为0.056-0.400μg/kg湿基。PAHs的平均回收率为79.8％-104.2％，RSD为1.9％-9.8％。通过将已建立的亚临界R134a萃取技术在实际新鲜水产品PAHs的萃取分析中的应用情况，同传统的索氏萃取技术对比，两种技术的最终检测结果相近。而且，亚临界R134a萃取技术的萃取时间和有机溶剂的用量均显著低于索氏萃取技术。由此说明，亚临界R134a萃取-离线纯化联合GC/MS是一种适用于新鲜水产品中痕量PAHs这类持久性污染物萃取分析的技术，该技术是一项集萃取、纯化和检测于一体的准确、快速、绿色、安全的新型技术。
　　在客观评价已建立的亚临界R134a萃取-离线纯化联合GC/MS检测新鲜水产品中PAHs技术的基础上，本课题再次发现，如果能够把亚临界R134a的萃取步骤同离线纯化步骤结合成一个步骤，不仅能够进一步压缩样品的前处理时间，同时也能够显著地简化操作步骤，有效地降低实际操作中的偶然误差。基于上述几种因素的考虑，本课题对亚临界R134a萃取-在线纯化技术中的关键性影响因素-吸附介质和夹带剂的作用机理进行了分析研究，发现中性氧化铝是最适合用作在线纯化技术中的吸附介质，夹带剂对于PAHs回收率的影响作用主要由夹带剂的极性决定。
　　综上所述，本课题建立了一种亚临界R134a萃取-离线纯化联合GC/MS检测新鲜水产品中PAHs的新技术。该技术是一项适用于新鲜水产品中痕量PAHs这类持久性污染物的萃取分析，并且集萃取、纯化和检测于一体的准确、快速、绿色和安全的新型技术。

目录

声明

摘要

0 前言

0．1 多环芳烃概述

0．1．1 多环芳烃简介

0．1．2 多环芳烃的理化性质

0．1．3 多环芳烃的来源

0．1．4 人体对多环芳烃的暴露情况

0．1．5 海产品中多环芳烃的污染情况

0．1．6 多环芳烃的危害

0．1．7 多环芳烃的相关立法

0．2 多环芳烃分析检测技术的研究进展

0．2．1 实验的前期准备

0．2．2 样品前处理技术

0．2．3 多环芳烃的分析检测技术

0．3 本课题的研究目的和意义

1 亚临界R134a萃取-气相色谱质谱法检测水产品中的16种多环芳烃

1．1 引言

1．2 实验材料

1．2．1 材料与试剂

1．2．2 标准溶液

1．2．3 实验仪器与设备

1．3 实验方法

1．3．1 样品预处理

1．3．2 索氏萃取

1．3．3 亚临界R134a萃取多环芳烃

1．3．4 样品净化

1．3．5 色谱分析

1．3．6 亚临界R134a萃取工艺优化

1．4 结果与讨论

1．4．1 色谱分析方法的选择

1．4．2 亚临界R134a萃取条件的优化

1．5 小结

2 亚临界R134a萃取-离线纯化联合气相色谱质谱检测技术的准确性和应用性研究

2．1 前言

2．2 实验材料

2．2．1 材料与试剂

2．2．2 标准溶液

2．2．3 实验仪器与设备

2．3 实验方法

2．3．1 多环芳烃的分析检测技术

2．3．2 标准曲线的绘制

2．3．3 方法回收率、精密度及检出限的测定

2．3．4 实际水产品中PAHs的分析检测

2．4 结果与讨论

2．4．1 方法的线性范围

2．4．2 方法的检出限、回收率及精密度

2．4．3 实际样品中多环芳烃的分析检测

2．5 小结

3 亚临界R134a在线纯化技术的关键性技术分析及可行性研究

3．1 前言

3．2 实验材料

3．2．1 材料与试剂

3．2．2 实验仪器与设备

3．3 实验方法

3．3．1 样品预处理

3．3．2 亚临界R134a萃取-在线纯化

3．4 结果与讨论

3．4．1 亚临界R134a萃取-在线纯化技术联用中的关键性技术分析

3．5 小结

4 结论与展望

4．1 结论

4．2 展望

4．3 创新点

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果