顶空固相微萃取-气相色谱法测定尿中甲基异丁基酮的方法研究

发布时间：2020-06-21 04:31

【摘要】：目的甲基异丁基酮(Methyl Isobutyl Ketone,MIBK)常作为溶剂和化工中间体被应用于多个领域,可通过呼吸道、消化道以及皮肤与人体接触,引起消化道和呼吸道刺激等症状,过量接触将导致人体中枢神经系统的抑制和麻醉。随着MIBK的广泛应用,其对健康的危害受到人们的关注。MIBK进入人体后大部分转化为二氧化碳消除或纳入组织中,其余约2%~14%通过呼气和尿液以原形排出,尿中少量的MIBK可作为职业接触MIBK的生物标志物。美国政府工业卫生学家协会、德国科学研究联合会和日本产业卫生学会等均制定或推荐有班末尿中MIBK的生物接触指数,分别为1mg/L、3.5mg/L和1.7mg/L,但我国尚未制定有关生物材料中MIBK的测定方法以及生物接触限值标准。本研究旨在建立顶空-固相微萃取-气相色谱(Headspace Solid-Phase Microextraction-Gas Chromatography,HS-SPME-GC)测定尿中MIBK的方法,为我国今后制订生物样品中MIBK的检测方法及生物接触限值相关标准提供技术支持,对保护职业接触MIBK的人群健康具有实际意义。方法1)采用HS-SPME技术,通过萃取头富集顶空瓶气相中的待测物,经毛细管色谱柱分离,火焰离子化检测器检测,以保留时间定性,MIBK与内标物环己酮峰面积的比值定量;2)通过单因素轮换试验,探究萃取头类型、加样体积、萃取温度、盐效应、萃取时间以及GC检测可能的优化条件。在单因素轮换实验的基础上,选取对HS-SPME影响较大的因素,通过正交表设计试验,以MIBK的峰面积为指标进行方差分析,综合选取最优条件;3)通过加标回收、标准偏差和待测物的保存下降率等方法学性能指标,探讨所建方法的准确度、精密度和样品稳定性;4)同时将建立的方法应用于检测人体尿样和动物代谢尿样,进一步验证方法的实用性。对实验研究过程中的不确定度进行评定,判断引入不确定度的关键环节并加以控制。结果1)HS-SPME的单因素轮换实验与L_9(3~3)正交试验的方差分析结果一致,选用50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取头,加样体积为5.0mL,盐析剂为2.0g氯化钠,30℃下萃取30min为最优条件。GC检测时,选用DB-5毛细管柱,载气(氮气)流速为1.5mL/min,进样口温度为200℃,分流比为20:1,柱温为80℃,检测器温度为250℃,解吸时间为5min,氢气流量30mL/min,氮气流量30mL/min,空气流量300mL/min时色谱图的峰型最好,响应值最高;2)在优化条件下,线性范围为0.05~2μg/mL时,线性方程为f(x)=2.527x+0.002787,R~2=0.9995,检出限为0.006μg/m L;3)MIBK浓度为0.05μg/m L、0.5μg/mL、2.0μg/mL的混合空白尿样加标,得到方法回收率为82.7%~103.7%,相对标准偏差为0.15%~4.33%。在14天内,于4℃和-20℃冰箱中保存的中浓度MIBK加标混合尿样的下降率均≤10%;4)通过代谢笼喂食大鼠1.0mg/mL的MIBK溶液,尿样中检出0.267~0.758μg/m L的MIBK。不确定度的主要来源按其分量大小依次为拟合标准曲线、体积、重复测定、HS-SPME以及称重,扩展不确定度为0.0942μg/mL。结论1)采用HS-SPME对含有MIBK的生物样品进行前处理,该法有无需有机溶剂,操作简便,分析速度快,能有效减小基体干扰等特点。萃取因素水平的单因素轮换试验和正交试验结果一致,表明实验优化具有科学性;2)建立了HS-SPME-GC测定尿中MIBK的方法,该方法检出限低,灵敏度和准确度高,样品稳定性好,各项指标均满足《职业卫生标准制定指南第5部分:生物材料中化学物质测定方法》(GBZ/T 210.5-2008)的要求;3)通过将建立的方法应用于人群以及动物尿样测定,验证该方法准确可靠,具有实际应用价值,主要不确定度来源可控,适用于职业接触MIBK人群尿样中MIBK的测定,可为我国制订尿中MIBK生物接触限值和检测方法提供技术支持。
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R446.12;R135
【图文】：

化学结构式,孕烷,中间代谢

图 1 MIBK 的化学结构式以及消化道等途径接触 M基甲醇，大部分中间代谢组织中，剩余未代谢的 M出[10]。MIBK 的半数致死时，可引起呼吸道刺激、g/m3）吸入时可引起中枢业接触 MIBK 有可能导致人发现慢性 MIBK 暴露导的发生率增加；B.J. Hu体和孕烷 X 核受体激活，于美国环保署（Environ在发育毒性终点的生殖毒nmental Health Hazard As

操作步骤,标线,标准使用液

液于 1000mL A 级单标线容量瓶中，用纯水定容为 5.0 μg/mL 的 MIBK 标准使用液。用 2.0mL A 级单标线刻度移液管量取 2.0mL 环己酮标准储备液于 1000mLA级单标线容量瓶中，用纯水定容为 10.0μg/mL 的环己酮内标标准使用液。标准系列：通过 1.0mL 和 10.0mLA 级单标线刻度移液管分别量取 0.50，1.00，5.00 ，10.0，20.0mL 的 MIBK 标准使用液至 50mLA 级单标线容量瓶中，再分别加入 10.0mL 环己酮内标标准使用液，纯水定容，得到浓度为 0.050，0.10，0.50，1.00，2.00 μg/mL 的标准系列。1.2.2 样品前处理将 2.0g 氯化钠和 5.0mL 待测样品溶液置于 20mL 顶空瓶中，密封后摇匀，置于 30℃的恒温水浴锅内，随后将 50/30μm DVB/CAR/PDMS 萃取涂层暴露于瓶内的气相中，萃取 30min 后将萃取头收回取出。HS-SPME 处理流程如图 1.1 所示。首次使用的萃取头均老化至无杂峰后使用。PDMS 在 250℃下老化 30min；CAR/PDMS 在 300℃下老化 60min；DVB/CAR/PDMS 在 270℃下老化 60min。

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