固相萃取在线富集—高效液相色谱—电感耦合等离子体质谱联用在汞形态分析中的应用

摘要

汞是环境中毒性最强，对人类和高等动物最具危害性的重金属之一。不同形态汞的毒性有很大差异，所以需要对汞形态进行定性定量分析。然而，正常情况下的天然水体中不同形态汞的浓度一般在痕量或者超痕量的水平，低于很多分析方法的检出限，这就需要事先对汞进行离线或者在线预富集。
　　微流控芯片研究是当前研究的热点，可以大大降低试样的消耗量，与等离子体质谱结合可以解决样品量稀少的问题。
　　论文首先从汞富集的必要性，汞富集和检测方法的研究进展，微流控芯片研究进展等几个方面进行了综述。
　　第二章中建立了一种在线阴离子交换柱富集，高效液相色谱分离与等离子体质谱检测痕量汞形态的方法。用经过3-巯基-1-丙烷磺酸钠预处理的阴离子交换柱对不同形态的汞（Hg+，MeHg，EtHg和Hg2+）进行吸附，实现了四种汞形态的高倍数富集。然后分别以不同浓度的2-巯基乙醇为洗脱剂和流动相，50mm的C18柱为分离柱，在5min内完成四种汞的分离和测定。在最佳条件下，四种汞形态的富集倍数分别1025、1084、1108和1046倍，检出限分别低至0.015、0.010、0.009和0.016ng/L。
　　第三章中基于巯基与汞化合物之间的强亲和力，利用氨基化的二氧化硅和3-巯基丙酸脱水缩合形成的巯基功能化二氧化硅用于汞的在线富集，建立了一种在线SH-SiO2柱固相萃取富集，高效液相色谱分离与等离子体质谱检测痕量汞形态的方法。结果证明巯基化二氧化硅是一种很有效的汞吸附剂，它对Hg2+，MeHg和EtHg的吸附能力分别达到27.4，62.1和59.6mg/g，而且不需要对富集柱进行前处理，大大缩短了分析时间。分别以不同浓度的L-半胱氨酸作为洗脱剂和流动相，150mm C18柱作为分离柱，在8min内实现了三种汞的分离和测定。在最佳条件下，三种不同形态汞的富集倍数分别830、916和883倍，检出限分别是0.019、0.013和0.014ng/L。
　　在第四章中，我们基于微芯片设计了一个纳流动注射系统。通过多采样通道的微流控芯片，结合八通阀实现了ICP-MS纳升试样的引入，成功应用于稀少量血浆中痕量Pt的测定。在最优条件下，该系统的进样量只需200 nL，绝对检出限低至2.54fg，比常规进样系统改善了3244倍，另外该方法具有较高的准确性和精密度。
　　第五章对全文进行了总结，并对接下来的研究方向进行了规划。

目录

声明

致谢

摘要

1 文献综述

1．1 引言

1．2 汞富集的必要性

1．2．1 常见的汞形态以及危害

1．2．2 水中汞的分布

1．2．3 常规汞形态的分离检测方法及检测限

1．3 汞形态的富集方法及应用

1．3．1 分散液-液微萃取(DLLME)

1．3．2 浊点萃取(CPE)

1．3．3 搅拌棒吸附萃取(SBSE)

1．3．4 单液滴微萃取(SDME)

1．3．5 流动注射置换吸附(FIDS)

1．3．6 固相萃取(SPE)

1．4 微流控芯片与ICP-MS联用的研究与应用

1．5 小结

1．6 课题研究内容

2 在线阴离子交换柱富集-液相色谱和等离子体质谱联用测定水样中痕量汞形态

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 化学试剂与标准溶液

2．2．2 仪器装置

2．2．3 富集过程

2．2．4 样品采集和前处理

2．3 结果和讨论

2．3．1 汞形态富集条件的优化

2．3．2 HPLC分离条件的优化

2．3．3 SAX在线富集与HPLC-ICP-MS联周体系分析性能

2．3．4 水样中汞形态的分离

2．4 小结

3 在线巯基化二氧化硅柱富集-液相色谱和等离子体质谱联用测定海水中痕量汞形态

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 化学试剂与器材

3．2．2 巯基化二氧化硅(SH-SiO2)的合成

3．2．3 仪器装置

3．2．4 富集过程

3．2．5 样品采集

3．3 结果和讨论

3．3．1 SH-SiO2的表征

3．3．2 富集条件的优化

3．3．3 SH-SiO2吸附容量的测定

3．3．4 SH-SiO2在线富集与HPLC-ICP-MS联用体系性能

3．3．5 水样中汞形态的检测

3．4 小结

4．芯片纳流动注射-等离子体质谱测定血浆中的铂

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 仪器与试剂

4．2．2 芯片制作

4．2．3 基于芯片的纳流动注射—等离子体质谱系统及实验过程

4．2．4 血浆样品的处理

4．3 结果与讨论

4．3．1 血纳流动注射系统的设计

4．3．2 实验条件的优化

4．3．3 人血浆中Pt含量的测定

4．4 结论

5 全文总结和展望

5．1 全文总结

5．2 主要创新点和展望

参考文献

作者简历