4.04.4.2 Fiskarom och föroreningar
En av tillämpningarna av flyktiga extraktionstekniker var att utveckla en snabb och enkel metod för att bestämma vissa föroreningar, t.ex. halter av 2-fenoxietanolrester i fiskvävnad och blodplasma48 och därefter använda metoden för att övervaka dynamiken i 2-fenoxietanolrester i fisk som behandlats med bedövningsmedel.
2-fenoxyetanol (etylenglykolmonofenyleter, C8H10O2) är ett lovande bedövningsmedel som används inom fiske och vattenbruk.
Ett nytt förfarande som använder fastfasmikroextraktion (SPME) av målanalyten från provets headspace följt av gaskromatografi-masspektrometri (GC-MS) utvecklades.48 Både provhanteringen, som syftade till maximal överföring av 2-fenoxyetanol till headspace, och SPME-GC-MS-förhållandena optimerades noggrant.
För optimeringen testades olika provberednings- och SPME-förhållanden.48
Vävnadsproverna från fiskar som inte exponerats för 2-fenoxyetanol användes för att utveckla och karakterisera SPME-metoden. Spikade prover utan matrismodifiering preparerades på följande sätt: 5 μl arbetsstandarder tillsattes till 2 g malen fiskvävnad för att erhålla en slutlig spikningsnivå på 3-382 mg kg-1.
Därefter testades flera alternativa matrismodifieringar: (I) 2 g av antingen spikad vävnad eller vävnad med uppkomna rester överfördes till en 10 ml Headspace-flaska (HS), till vilken 2 ml ultrarent vatten sedan tillsattes, II) 2 g vävnad med uppkomna rester maldes med 2 g natriumsulfat och III) 2 g vävnad med uppkomna rester maldes med 2 g natriumsulfat och nedsänktes sedan i 3 ml ultrarent vatten i en 10 ml HS-flaska. Alla modifierade prover skakades kraftigt i 20 minuter före SPME-analysen.
För att identifiera den fiber som är mest effektiv för analytextraktion utvärderades tre kommersiellt tillgängliga SPME-fibrer (PA, PDMS/CAR/DVB och CW/DVB), med olika selektivitet i den stationära fasen. En fiskvävnad (omodifierad) spikad på en nivå av 33 mg kg-1 fungerade som kontroll i dessa fiberförsök.
Alla extraktioner utfördes under samma förhållanden (60 min sorption vid 30 °C). Otillfredsställande resultat för extraktionseffektiviteten (baserat på detektorsvar, dvs. jämförelse av signal-brusförhållandet) erhölls med PA- och CWX/DVB-fibrer. Den blandade PDMS/CAR/DVB-fibrerna gav de bästa resultaten och användes därför i våra efterföljande experiment.
Experiment med fokus på dynamiken i extraktionen av 2-fenoxietanol genomfördes med 5, 15, 30, 40 och 60 min extraktionstid vid 30 °C. Experimenten genomfördes med hjälp av prover av fiskvävnad som spikats på en nivå av 1 mg kg-1. Mängden extraherad analyt ökade kontinuerligt under extraktionstiden. För att bibehålla laboratoriets provgenomströmning på en acceptabel nivå övervägdes ingen ytterligare ökning av extraktionstiden. Extraktionstiden på 60 minuter valdes för fortsatta analyser.
Med hjälp av en divinylbensen/Carboxen/polydimetylsiloxan (PDMS/CAR/DVB)-fiber för 60-minuters provberedning vid 30 °C och en jonfälledetektor som drivs i MS/MS-läge erhöll Klimancova et al.48 detektions- (LOD) och kvantifieringsgränser (LOQ) på 0,03 respektive 0,1 mg kg-1 av provet. Metoden var linjär i ett intervall på 0,1-250 mg kg-1 och beroende på provmatris och spikningsnivå erhölls en repeterbarhet (uttryckt som relativ standardavvikelse, R.S.D.) på mellan 3 och 11 %.48
Organiska kvicksilverföreningar, av vilka metylkvicksilver är den vanligaste, är särskilt oroväckande på grund av deras ökade toxicitet. Som svar på den växande efterfrågan har flera analystekniker utvecklats under det senaste decenniet för att artbestämma organometalliska kvicksilverföreningar i biologiska prover.
Nyligen har fastfasmikroextraktion (SPME) blivit en utbredd lösningsmedelsfri teknik för GC-bestämning av organometalliska föreningar. SPME erbjuder inte bara möjligheten till ett snabbt, lösningsmedelsfritt, integrerat system för provextraktion-provinsättning utan kan också ge bättre förkoncentration av analyter än tekniker för vätske-vätskeextraktion (LLE). När man tillämpar provberedningstekniken Headspace (HS) kan man dessutom utföra matrisseparation baserad på volatilitetsskillnader mellan analyten och andra föreningar som finns i provlösningen. Det bör dock noteras att andra integrerade lösningsmedelsfria extraktions- och förkoncentreringsmetoder, dvs. sådana som tillämpar purge-and-trap-teknik eller stir bar sorptive extraction (SBSE), också är attraktiva alternativ till SPME för olika metallorganiska bestämningar.
Användning av en kostnadseffektiv analysmetod (SPME-GC-pyrolys-AFS-system) för bestämning av MeHg i typiska fisk- och skaldjursprov från kosten föreslogs.49 Studien inriktades på att undersöka vilka ändringar som krävs för väletablerade metoder med alkalisk digestion för att använda fenylering i vattenfas och SPME-provberedning för att analysera livsmedelsprover med komplexa matriser som innehåller MeHg i intervallet 100 ng g-1.
Provberedningsförfarande: 250 mg av det lyofiliserade och malda provet eller certifikatreferensmaterialet (CRM) vägdes noggrant in i en 30 ml ren glasflaska och 5-6 ml 25 % (w/v) KOH i metanol eller 18 % (w/v) NaOH i metanol tillsattes (båda var 4,5 M). Flaskan förseglades sedan med ett PTFE-försedd skruvlock och placerades i ett ultraljudsbad i 3 timmar vid 75 °C. Efter att flaskan fått svalna till omgivningstemperatur varierade förfarandet beroende på provets MeHg-halt. När det gäller prover med hög halt (som innehåller några μg-1 MeHg baserat på torrvikt) sköljdes hela digesten noggrant i en 50 ml mätkolv. Från den lösningen pipetterades 1 ml till en 10 ml mätkolv.
Om metoden med standardaddition skulle användas, tillsattes också 1 ml vattenhaltig MeHgCl-standard till lösningen innan den späddes till den nominella volymen. Standardtillsatsnivåerna motsvarade resultatet 1×, 2× eller 4× den förväntade analytkoncentrationen i provlösningen.
För prover med lågt innehåll (innehållande endast cirka 100 ng g-1 MeHg eller mindre) skakades digestet i några sekunder efter det att flaskan hade fått svalna till omgivningstemperatur, och sedan pipetterades 5 ml till en 6 ml glascentrifugeringsflaska. Lösningen centrifugerades i 15 minuter vid 4100 g och 20 °C. Från supernatanten överfördes 1 ml till en 10 ml mätkolv och standardmetoden för tillsats utfördes enligt beskrivningen ovan.
I båda fallen pipetterades 1 ml av de 10 ml utspädda (och spikade) lösningarna till 30 ml glasflaskor som var och en innehöll 10 ml acetatbuffert 1 M, pH = 5. Då placerades en ren PTFE-belagd omrörningsstång i flaskan. Slutligen tillsattes 1 ml nyberedd 1 % NaBPh4 och flaskan förseglades omedelbart med ett skruvlock försett med en PTFE-belagd gummisegling. Flaskan placerades på en magnetomrörningsplatta och under kraftig omrörning (700 rpm) utfördes SPME-extraktionen i huvudutrymmet. Fibrerna belagda med en 100-μm-film av poly(dimetylsiloxan) (PDMS). Efter extraktionen fördes fibern in i den uppvärmda inloppsporten till GC:n för termisk desorption och pyrolys-AFS-bestämning.
Det totala Hg-innehållet i proverna bestämdes med direkt kvicksilver med hjälp av 100 mg fast prov och extern kalibrering.49
En annan teknik för bestämning av metylkvicksilver i fiskvävnad som består av GC-ICP-MS-systemet med en SPME-teknik (PDMS) för extraktion av analyten föreslogs.41
Provberedning: 0,25 g prov med en lämplig mängd berikad MM198 Hg-spik och 20 ml 25 % (m/v) metanolisk KOH-lösning skakades i 5 timmar och förvarades sedan vid 4 °C fram till analysen. Sex kalibreringsprov med isotoputspädning med omvänd spik förbereddes för att kvantifiera koncentrationen av den berikade MM198 Hg-spiken. En volym på 0,200 ml av den berikade MM198 Hg-spiklösningen och 0,240 ml av 2,042 μg ml-1 (eller 1,993 mg ml-1) av den naturliga abundansen i mmHg-lösningen pipetterades noggrant till en flaska och späddes med metanol till 10 ml. För SPME headspace-provberedning överfördes endast en volym på 100 ml av kalibreringsprovet med digest eller isotoputspädning med omvänd spik (på grund av den höga känsligheten hos SPME GC-ICP-MS) till en 50 ml glasflaska för kvantifiering.
När 20 ml 1 mol l-1 NaAc-buffertlösning och 1 ml 1 % NaBPr4 tillsattes, förseddes flaskan med en PTFE-belagd silikongummi-septum. SPME-nålen fördes in genom septumet och headspace-provberedningen utfördes under 10 minuter. Under extraktionen rördes lösningen kraftigt med en teflonbelagd magnetomrörare. Den insamlade analyten desorberades sedan från SPME-fibern till GC-kolonnen.41