微生物降解体系中反4甲基环己烷酸的气相色谱质谱法测定

摘要：建立了微生物降解体系中反4甲基环己烷酸（4MCCA）的气相色谱质谱测定方法。分别采用孔径为0.45和0.22 μm 滤膜对微生物降解体系中的4MCCA样品进行减压过滤，去除菌体；用0.1 mol/L H2SO4调节滤液至pH 2～3；二氯甲烷萃取定容。利用气相色谱质谱的选择离子模式检测，外标法定量。本方法的线性范围为0.10～100 mg/L，相关系数为0.9994，检出限和定量限分别为0.10 ng和0.34 ng，日内和日间精密度分别为2.7%～6.6%和1.5%～11.3%。采用本方法测定了150 mg/L 4MCCA在微生物降解体系中的降解情况，24， 48和96 h时4MCCA的降解率分别为24.7%， 51.8%和55.0%。

关键词：环烷酸；反4甲基环己烷酸；气相色谱质谱；微生物降解

1引言

油砂处理废水（OSPW）是伴随油砂开发而产生的一种新环境问题。环烷酸是OSPW中毒性最强的成分之一，对多种生物具有毒性作用[1～3]。美国国家环保局 （EPA） 已将环烷酸列为《超基金法案》的危险废物名录。环烷酸组成复杂，不同来源OSPW中环烷酸种类有近千种之多。目前，环烷酸组分的分离、定性和定量分析是尚未解决的技术难题[4]。因此，研究者在探索环烷酸微生物降解动力学和降解机理过程中常采用实验室合成或商品化的单一组分环烷酸作为替代物[5]。反4甲基环己甲酸（4MCCA）是分子量适中的较理想的模式化合物，具有反式构型， 易被生物降解，已被应用于微生物降解研究[6，7]。

环烷酸的定量分析方法主要有红外光谱法、高效液相色谱、气相色谱法和气相色谱质谱法[8～11]。这些方法的分析对象是水溶液中的环烷酸，针对微生物降解体系中环烷酸分析方法的报道还很少。Headley等采用测定总有机碳的方法间接表征微生物体系中4MCCA含量的变化[6]。Paslawski等建立了气相色谱/氢火焰检测器（GC/FID）测定4MCCA的分析方法[12] 。该方法主要优点是样品前处理简单，不用有机物萃取，将微生物体系中含4MCCA的样品直接进样分析。但是，微生物体系中含有多种支持细菌生长的无机盐，直接进样时会造成无机盐在柱子、进样口和衬垫处的积累、堵塞和污染，致使仪器维护频繁。另外，该方法检出限高，不利于低浓度样品的测定。环烷酸微生物降解研究尚处于起步阶段[4]。有关微生物降解体系中环烷酸测定方法学的建立是环烷酸微生物降解研究领域中亟待解决的问题。

本研究建立了微生物降解体系中4MCCA的气相色谱质谱测定方法。采用滤膜减压过滤法有效地分离和去除样品中的微生物，获得目标组分， 4MCCA回收率大于90%。本方法适用于微生物体系中低浓度4MCCA的测定，为环烷酸微生物降解动力学研究提供了方法学参考。

2实验部分

2.1仪器、试剂与材料

Agilent Technologies 7890A5975C气相色谱质谱联用仪（美国安捷伦公司）；XS205电子天平（瑞士梅特勒托利多公司）；PB10pH计（德国Sartorius公司）；KQ3200E超声波清洗器（昆山市超声仪器公司）；循环水式多用真空泵SHB111A（上海豫康科教仪器设备有限公司）；YXQLS15 SII立式压力蒸汽灭菌器（上海博迅实业有限公司医疗设备厂）；ZHWY103B恒温培养振荡器（上海智城分析仪器制造有限公司）。4MCCA（纯度98%，SigmaAldrich公司），二氯甲烷（色谱纯，J&K公司），其它试剂购自北京化学试剂公司。实验中所使用的降解菌为本实验室分离保存的一种杆状细菌。

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