使用GC/ICP-MS对生物组织中有机锡化合物进行形态分析 一
引言
由于有机锡在农业， 工业和家庭中被广泛使用， 因此其对环境的影响受到了极大的重视[1]。 丁基锡和苯基锡已被广泛用作活性杀生物剂， 在防污涂料、 聚氯乙烯（PVC） 稳定剂、木材处理， 以及其他方面都有应用[2]。 例如， 当被用于防污涂料时， 痕量水平（ppt） 的丁基锡和苯基锡将会对非靶标生物造成严重损害， 并在沉积物和生物群中累积[3-4]。 因此， 欧盟（EU） 将三丁基锡（TBT） 及其降解产物列入到优先控制污染物名单中（修订水框架指令2000/60/EC的决定2455/2001/EC） [4]。美国环境保护署（EPA） 对TBT建立了环境水生生物水质标准， 其中防止海洋水生生物免受慢性毒作用的标准值是3 ng Sn/L， 而免受急性毒作用的标准值则为172 ng Sn/L[4]。 由于TBT、 三苯基锡（TPhT） 以及它们的降解产物（二取代锡，单取代锡和无机锡） 各自的毒性存在差异， 而且对环境影响的监测也不相同，因而非常有必要对有机锡的形态进行分析[5]。
如今， 由于气相色谱-电感耦合等离子体质谱（GC/ ICP-MS） 联用法具有灵敏度高， 选择性好， 可以同时分析多种元素和多种同位素等优势， 因此成为了金属有机物痕量分析的首选方法[3]。 通过GC/ ICP-MS开展有机锡形态分析， 为了增加各形态的挥发性， 需要加入四丙基硼酸钠或四乙基硼酸钠进行衍生化反应。 此外， 对于复杂基质， 如生物组织和沉积物的分析， 在有机锡化合物衍生前需要进行软提取， 以保持分析物的形态不发生改变。 开放微波提取由于具有快速和高效的优点， 是最流行的提取方法[3]。 本实验使用GC/ ICP-MS（CLARUS®GC和NexION®ICP-MS） 对有机锡形态进行分析， 更具体地说， 是通过外标法对生物样品中的单丁基锡、 二丁基锡和三丁基锡进行分析。 而且在实验中特别注意了对连接GC和ICP-MS的GC传输线参数的优化。
实验条件
试剂和化学品
甲基三氯化单锡（MMT， 97％） ， 二甲基二氯化锡（DMT， 97％） ， 三甲基氯化锡（TMT， 97％） ， 三 氯 化 一 丁 基 锡 （MBT ， 95 ％ ） ， 二 氯 化 二丁基锡（DBT， 97％） ， 和三丁基氯化锡储备溶液（TBT， 96％） 均购自Sigma-Aldrich公司™， 并使用冰乙酸（HAc） （GFS化工） 配制。 使用四丙基硼酸钠(NaBPr4) (Merseburger Spezialchemikalien, 德国) 进行衍生化。 衍生化过程中使用的缓冲溶液(0.1M, pH 4.9) 由MQ水溶解醋酸钠和冰乙酸（HAc） 制得。 HPLC级异辛烷和Optima级甲醇（MeOH） 购自Thermo Fisher Scientific™。
高纯度的氢氧化铵（NH 4 OH） 、 硝酸（HNO3 ） 、 盐酸（HCl） 的氢氧化四甲基铵（TMAH， 25％）均购自GFS化工（GFS Chemicals）。在本实验中使用的标准参考物质贻贝组织（CRM477） 购自标准参考物质和测量研究所（IRMM； 比利时基尔） ， 而牡蛎组织样品则来自法国阿卡雄湾（Arcachon Bay） 。
仪器
使用PerkinElmer® Clarus 580气相色谱与NexION 300D电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS） 联用进行实验的分析工作， GC与ICP-MS的连接通过PerkinElmer GC/ICP-MS传输线实现（见图1） 。 将配有一个内失活毛细管柱的Silcosteel®管传输线插入到石英炬管和中心管中。 对干式等离子体条件下仪器工作条件（如： 内失活的毛细管柱的距离、 Ar气组成和氧气（O2） 流速） 的优化进行了评价。 使用一台SP-D Discover聚焦微波系统（CEM公司， 美国北卡罗莱纳州马修斯）从基质中提取有机锡。 仪器操作条件详见表1。 使用NexION ICP-MS和 Chromera® CDS软件完成数据的收集和分析。
样品制备
样品制备， 微波萃取和衍生化均已有文献资料记载[3-4]。甲基锡和丁基锡的储备溶液（1000微克/毫升）使用浓的冰醋酸制备。 工作溶液使用1% HCl将贮备溶液按比例进行稀释得到， 每日现配， 并低温保存。 标准系列各标准溶液重复测定3次后得到校准曲线。 对于衍生化，称取大约4.4克乙酸钠， 加入1.0毫升醋酸， 然后使用MQ水溶解并定容至500mL， 配制成醋酸盐缓冲溶液(0.1M, pH 4.9)。 此外， 使用MQ水配制2.5% 的NaBPr4溶液作为衍生化试剂， 并于暗处保存。
微波萃取
在对贻贝和牡蛎组织中有机锡化合物进行微波萃取时， 分别在10mL提取小瓶中加入0.15 g干样， 然后再向干样中加入4 mL 25% TMAH。 在每个提取小瓶中加入1个小的磁力搅拌棒， 以保证萃取过程中浆液的充分均匀化。 微波消解后， 根据需要， 可以对样品进行离心， 然后将上清液转移到干净的小瓶中， 并在冰箱中储存， 待测。 本实验使用的微波程序详见表2.
衍生程序
在20 mL玻璃小瓶中进行衍生化。 首先，将5mL的醋酸盐缓冲液分别加入到已加入20， 50， 100和200μL含有5 ng / mL有机锡的标准工作溶液中。 根据需要， 使用HCl或NH4OH将各溶液的pH值调至5.0。然后向小瓶中加入1mL异辛烷和250μL 2.5％的NaBPr4， 盖好瓶盖，并手动振摇5分钟。然后将有机相转移到GC小瓶中进行分析。以相同的方式制备3个空白溶液，一方面可以进行检出限测定，另一方面也可以发现样品制备过程中可能发生的任何污染的特征。对于生物组织的分析，分别将30μL的贻贝组织和300μL的牡蛎组织提取液加入5毫升缓冲液， 并使用HCl或NH4OH将溶液的pH值调至5.0。然后，分别向小瓶中加入1mL的异辛烷和500μL的2.5％NaBPr， 盖好瓶盖， 并手动振摇5分钟。 将有机相转移到GC小瓶中进行分析。 图2概述了本实验样品制备过程的流程。
在清洁的条件下工作对于低浓度分析的成功是非常重要的。 容器均使用洗涤剂进行清洗， 然后分别用硝酸和盐酸浸泡（10％V：V，MQ水），不同酸浸泡后使用MQ水冲洗。 清洗完成后，将容器置于层流罩下干燥保存，待用。
