重氮甲烷衍生化法测定羟基化多溴联苯醚3ohbde47
摘要： 1摘要：羟基化多溴联苯醚是一种新型的污染物，因其蓄积性和毒性，已经成为一个重要的研究课题。如今羟基化多溴联苯醚（OH-PBDEs）已经在各种环境介质中被检测出来。本文以羟基化多溴联苯醚(3-OH-BDE-47)为待检测物，采用三甲基硅基重氮甲烷（TMSDM）进行衍生化反应，介绍了三甲基硅基重氮甲烷如何与3-OH-BDE-47发生衍生反应，生成易于GC/ECD测定的化合物，并通过控制变量法找出最佳的衍生化条件。结果显示，采用衍生化试剂三甲基硅基重氮甲烷对3-OH-BDE-47进行衍生化，在反应温度为45 ℃，反应时间为30 min，有机溶剂为正己烷时，衍生化反应的效果最佳。本研究建立的方法不仅简单快捷、自动化程度高，而且灵敏度高、线性范围广、重复性好、回收率高，可以满足实际分析中对3-OH-BDE-47的测定。
目录
引言
引言
多溴联苯醚(Polybrominated diphenylethers，简称PBDEs)是一类典型的工业阻燃剂，已经应用于各种领域，如塑料、纺织物、电子产品中及建筑装潢中[1]。由于其具有化学性质稳定、高脂溶性和难降解等特点,能够通过挥发、渗出等方式蓄积在环境介质中，也可随食物链进行生物富集和放大[2]。高浓度的多溴联苯醚已经广泛存在于不同的环境介质中，包括水、沉积物、大气、室内空气等[3]。而在生物体中如鱼类体内及动物的脂肪中、母乳中、胆汁中都已经检测出[4~5]，某些组分已被证实具有神经毒性[6]、致癌性[7]，具有严重的环境危害。环境和生物体内检测出的多溴联苯醚主要有四溴联苯醚(BDE47)、五溴联苯醚(BDE85)、五溴联苯醚（BDE99）和六溴联苯醚（BDE153）等，其中BDE47在环境样品中普遍分布[8]。作为PBDEs的衍生化产物的羟基化多溴联苯醚(简称OHPBDEs)，可能比母体具有更大的毒性效应[9]。
羟基化多溴联苯醚是一种新型的有机污染物，属于持久性有机物(POPs)[10]的衍生物。可由母体多溴联苯醚通过生物代谢形成。羟基化多溴联苯醚经过阳光照射，可以转化形成溴化二噁英(TBDD)，而羟基化多溴联苯醚经太阳光照射转化形成的产物正是水环境中二噁英的来源之一[11]。同时已有研究证明羟基化多溴联苯醚能在人体的血液中蓄积，对人体产生危害，所以环境中存
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在的羟基化多溴联苯醚可能会带来的严重的环境问题，不容忽视[12]。
羟基化多溴联苯醚由于强极性、难气化等特性，并不适合使用气相色谱进行分析。羟基化多溴联苯醚直接引入气相色谱柱后，因为难以气化，往往不能以气态的形势通过气相色谱柱。又因为其强极性，进入气相色谱柱后易与色谱柱结合，使得气相色谱的检测灵敏度降低，得到的谱图也不准确。而衍生化技术是一种利用化学变换的方法改变目标化合物的某些基团，把化合物转化为类似化学结构的物质[13]。经过衍生化反应后该化合物的溶解度、沸点、熔点也会发生偏离，由此产生的新的化学性质可用于量化或分离。因此，衍生化反应有利于提高气相色谱检测的灵敏度，扩大色谱分析的应用范围[14]。衍生化方法可分为硅烷化、酰化、烷基化、酯化等，此外还有硼烷化，环化和离子化。
本实验所涉及到的是烷基化反应，应选用甲基化试剂。通常所使用的衍生化试剂毒性大，衍生化时间长，衍生化反应过程较危险[15]，并且分析成本高[16]。所以选用何种衍生化试剂进行衍生化，在羟基化多溴联苯醚的气相色谱分析中显得非常重要。本实验选用的衍生化试剂为三甲基硅基重氮甲烷（甲基化试剂）。通过衍生化反应，改变羟基化多溴联苯醚中的羟基，使羟基化多溴联苯醚转化成弱极性物质，并使羟基化多溴联苯醚更易气化。本研究主要探讨衍生化反应条件（反应时间、反应温度，反应溶剂）优化条件，并采用气相色谱法对生成的衍生化产物进行定性和定量分析。
1 材料与方法
1.1 仪器与试剂
本实验所用的试剂和仪器见表 1、表 2。
表 1 实验试剂
试剂名称
规格
生产厂家
3OHBDE47
色谱纯
美国accustandard公司
正己烷
色谱纯
德国默克股份两合公司
三甲基硅基重氮甲烷
纯度≥99.9%
上海沃凯公司
乙酸乙酯
色谱纯
德国默克股份两合公司
甲基叔丁基醚
色谱纯
上海沃凯公司
乙腈
色谱纯
德国默克股份两合公司
超纯水
瑞士Buchi(布奇)公司
超纯水系统（Chiller B741）制备
表 2 实验仪器及型号
仪器名称
型号
生产厂家
超声波清洗器
KQ250B型
南京垒君达超声电子设备有限公司
氮吹仪
DC12H
上海安谱实验科技股份有限公司
冰箱
BCD228WSV
海尔
气相色谱仪
Agilent 7890A(配电子捕获检测器)
美国Agilent公司
电热鼓风干燥箱
上海一恒科学仪器有限公司
1.2 实验方法
1.2.1 溶液的配制
用100 μL移液枪移取100 uL浓度为50 mg/L的羟基化多溴联苯醚（3OHBDE47）于1号棕色瓶中，用5000 μL移液枪移取4900 μL的正己烷于1号棕色瓶中，所得试剂的浓度为1mg/L，摇匀后握旋3分钟再平衡一小时；用1000 μL移液枪移取1号棕色瓶中1000 μL的3OHBDE47（1 mg/L）溶液于2号棕色瓶中，用5000 μL移液枪移取4000 μL的正己烷于2号棕色瓶中，所得试剂的浓度为200 μg/L，摇匀后握旋3分钟再平衡一小时。用1000 μL移液枪提取1000 μL浓度为1 mg/L的三甲基硅烷化重氮甲烷，用5000μL移液枪加入4000μL的正己烷于3号棕色瓶中，所得溶液的浓度为200μg/L，摇匀后握旋3分钟并平衡一小时。
用密封带将1号瓶、2号瓶、3号瓶密封，羟基化多溴联苯醚经过阳光照射，可以转化形成溴化二噁英，所以必须用锡纸包裹进行避光处理。密封后存于20 ℃的冰箱中保存，留作后续试验使用。
1.2.2 最佳衍生化试剂的量
使用3个棕色GC进样瓶，用100 μL移液枪分别移取1号棕色瓶中1000 μL，1 mg/L的溶液于进样瓶中。分别使用100 μL、200 μL的移液枪加入50 μL、100 μL、200 μL三甲基硅烷化重氮甲烷原液（浓度：1 mg/L）溶液于3个棕色GC进样瓶，盖塞混匀，握旋3min，密封锡纸包裹起来进行避光处理，静置24小时，使其能够充分反应。到达充分反应时间后，使用握旋仪握旋3分钟，打开密封带，用氮吹仪吹至近干（控制氮气流速，确保氮吹时液面不会飞溅），然后用正己烷定容至500 μL，盖上盖子，握旋后供GCECD分析，通过试验所得数据来确定最佳衍生化试剂的量。
目录
引言
引言
多溴联苯醚(Polybrominated diphenylethers，简称PBDEs)是一类典型的工业阻燃剂，已经应用于各种领域，如塑料、纺织物、电子产品中及建筑装潢中[1]。由于其具有化学性质稳定、高脂溶性和难降解等特点,能够通过挥发、渗出等方式蓄积在环境介质中，也可随食物链进行生物富集和放大[2]。高浓度的多溴联苯醚已经广泛存在于不同的环境介质中，包括水、沉积物、大气、室内空气等[3]。而在生物体中如鱼类体内及动物的脂肪中、母乳中、胆汁中都已经检测出[4~5]，某些组分已被证实具有神经毒性[6]、致癌性[7]，具有严重的环境危害。环境和生物体内检测出的多溴联苯醚主要有四溴联苯醚(BDE47)、五溴联苯醚(BDE85)、五溴联苯醚（BDE99）和六溴联苯醚（BDE153）等，其中BDE47在环境样品中普遍分布[8]。作为PBDEs的衍生化产物的羟基化多溴联苯醚(简称OHPBDEs)，可能比母体具有更大的毒性效应[9]。
羟基化多溴联苯醚是一种新型的有机污染物，属于持久性有机物(POPs)[10]的衍生物。可由母体多溴联苯醚通过生物代谢形成。羟基化多溴联苯醚经过阳光照射，可以转化形成溴化二噁英(TBDD)，而羟基化多溴联苯醚经太阳光照射转化形成的产物正是水环境中二噁英的来源之一[11]。同时已有研究证明羟基化多溴联苯醚能在人体的血液中蓄积，对人体产生危害，所以环境中存
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在的羟基化多溴联苯醚可能会带来的严重的环境问题，不容忽视[12]。
羟基化多溴联苯醚由于强极性、难气化等特性，并不适合使用气相色谱进行分析。羟基化多溴联苯醚直接引入气相色谱柱后，因为难以气化，往往不能以气态的形势通过气相色谱柱。又因为其强极性，进入气相色谱柱后易与色谱柱结合，使得气相色谱的检测灵敏度降低，得到的谱图也不准确。而衍生化技术是一种利用化学变换的方法改变目标化合物的某些基团，把化合物转化为类似化学结构的物质[13]。经过衍生化反应后该化合物的溶解度、沸点、熔点也会发生偏离，由此产生的新的化学性质可用于量化或分离。因此，衍生化反应有利于提高气相色谱检测的灵敏度，扩大色谱分析的应用范围[14]。衍生化方法可分为硅烷化、酰化、烷基化、酯化等，此外还有硼烷化，环化和离子化。
本实验所涉及到的是烷基化反应，应选用甲基化试剂。通常所使用的衍生化试剂毒性大，衍生化时间长，衍生化反应过程较危险[15]，并且分析成本高[16]。所以选用何种衍生化试剂进行衍生化，在羟基化多溴联苯醚的气相色谱分析中显得非常重要。本实验选用的衍生化试剂为三甲基硅基重氮甲烷（甲基化试剂）。通过衍生化反应，改变羟基化多溴联苯醚中的羟基，使羟基化多溴联苯醚转化成弱极性物质，并使羟基化多溴联苯醚更易气化。本研究主要探讨衍生化反应条件（反应时间、反应温度，反应溶剂）优化条件，并采用气相色谱法对生成的衍生化产物进行定性和定量分析。
1 材料与方法
1.1 仪器与试剂
本实验所用的试剂和仪器见表 1、表 2。
表 1 实验试剂
试剂名称
规格
生产厂家
3OHBDE47
色谱纯
美国accustandard公司
正己烷
色谱纯
德国默克股份两合公司
三甲基硅基重氮甲烷
纯度≥99.9%
上海沃凯公司
乙酸乙酯
色谱纯
德国默克股份两合公司
甲基叔丁基醚
色谱纯
上海沃凯公司
乙腈
色谱纯
德国默克股份两合公司
超纯水
瑞士Buchi(布奇)公司
超纯水系统（Chiller B741）制备
表 2 实验仪器及型号
仪器名称
型号
生产厂家
超声波清洗器
KQ250B型
南京垒君达超声电子设备有限公司
氮吹仪
DC12H
上海安谱实验科技股份有限公司
冰箱
BCD228WSV
海尔
气相色谱仪
Agilent 7890A(配电子捕获检测器)
美国Agilent公司
电热鼓风干燥箱
上海一恒科学仪器有限公司
1.2 实验方法
1.2.1 溶液的配制
用100 μL移液枪移取100 uL浓度为50 mg/L的羟基化多溴联苯醚（3OHBDE47）于1号棕色瓶中，用5000 μL移液枪移取4900 μL的正己烷于1号棕色瓶中，所得试剂的浓度为1mg/L，摇匀后握旋3分钟再平衡一小时；用1000 μL移液枪移取1号棕色瓶中1000 μL的3OHBDE47（1 mg/L）溶液于2号棕色瓶中，用5000 μL移液枪移取4000 μL的正己烷于2号棕色瓶中，所得试剂的浓度为200 μg/L，摇匀后握旋3分钟再平衡一小时。用1000 μL移液枪提取1000 μL浓度为1 mg/L的三甲基硅烷化重氮甲烷，用5000μL移液枪加入4000μL的正己烷于3号棕色瓶中，所得溶液的浓度为200μg/L，摇匀后握旋3分钟并平衡一小时。
用密封带将1号瓶、2号瓶、3号瓶密封，羟基化多溴联苯醚经过阳光照射，可以转化形成溴化二噁英，所以必须用锡纸包裹进行避光处理。密封后存于20 ℃的冰箱中保存，留作后续试验使用。
1.2.2 最佳衍生化试剂的量
使用3个棕色GC进样瓶，用100 μL移液枪分别移取1号棕色瓶中1000 μL，1 mg/L的溶液于进样瓶中。分别使用100 μL、200 μL的移液枪加入50 μL、100 μL、200 μL三甲基硅烷化重氮甲烷原液（浓度：1 mg/L）溶液于3个棕色GC进样瓶，盖塞混匀，握旋3min，密封锡纸包裹起来进行避光处理，静置24小时，使其能够充分反应。到达充分反应时间后，使用握旋仪握旋3分钟，打开密封带，用氮吹仪吹至近干（控制氮气流速，确保氮吹时液面不会飞溅），然后用正己烷定容至500 μL，盖上盖子，握旋后供GCECD分析，通过试验所得数据来确定最佳衍生化试剂的量。
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