一、引言

在生活饮用水中有机物检测领域，固相萃取柱的选择直接关系到目标物的回收率、净化效果和最终数据的准确性。随着GB/T 5750.8-2023《生活饮用水标准检验方法 第8部分：有机物指标》的实施，一种新型固相萃取填料——聚甲基丙烯酸酯苯乙烯（Polymethacrylate-Polystyrene）共聚物吸附剂首次在国家标准中作为指定固相萃取材料被正式纳入。

这一材料创新并非偶然。聚甲基丙烯酸酯苯乙烯固相萃取柱的出现，回应了新国标时代水质检测对“宽谱系、高选择性"前处理材料的迫切需求。本文将从材料特性、标准应用场景、操作要点及行业前景等维度，对这一新型SPE柱进行系统性解读。

二、材料特性：高交联共聚物的“广谱吸附"优势

2.1 化学结构与设计原理

聚甲基丙烯酸酯苯乙烯固相萃取柱的萃取相为高交联的聚甲基丙烯酸酯苯乙烯共聚物，其核心结构特征如下：

·         亲脂骨架：苯乙烯结构单元提供疏水相互作用，对非极性至中等极性化合物具有良好的反相保留能力；

·         亲酯修饰：聚甲基丙烯酸酯结构单元引入极性基团，增强对极性化合物的吸附性能；

·         高交联度：形成三维网状结构，提高比表面积和机械强度，保证高通量下的柱床稳定性。

这种“亲水-亲脂"平衡的结构设计，使该填料能够适应从低极性到高极性的宽范围化合物分析，具有其他单一机制SPE柱难以比拟的广谱适用性。

 2.2 与传统C18柱的对比

三、GB/T 5750.8-2023中的指定应用：邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯的测定

3.1 为何选择聚甲基丙烯酸酯苯乙烯柱？

邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）是一种广泛使用的增塑剂，同时也是环境中普遍存在的内分泌干扰物。在水质检测中，DEHP的挑战在于：

1.       痕量级别：GB 5749-2022中DEHP限值要求严格，需富集检测；

2.       基质干扰复杂：饮用水中的腐殖质、其他有机污染物可能干扰色谱分离；

3.       极性适中：DEHP属于中等极性化合物，单一机制的C18柱虽可保留，但净化效果不理想。

聚甲基丙烯酸酯苯乙烯柱凭借其双重保留机制，既能高效保留DEHP，又能通过选择性淋洗去除极性干扰物，成为DEHP检测的首选前处理工具。

3.2 标准操作流程解读

GB/T 5750.8-2023第15章对DEHP的固相萃取前处理进行了详细规定，具体参数如下：

（一）SPE柱规格

·         填充量：200 mg

·         柱管容量：6 mL

（二）活化与除杂质（步骤15.1.5.2.3）

活化是固相萃取成败的关键第一步。DEHP检测采用了双重活化-净化策略：

1.       有机溶剂预处理：依次用5 mL二氯甲烷、5 mL乙酸乙酯以约3 mL/min流速过柱，加压或抽真空使溶剂流干（约30秒）。此步骤旨在去除柱生产过程中可能残留的杂质（尤其是塑化剂类本底），避免对DEHP检测造成干扰。

2.       溶剂置换活化：依次用10 mL甲醇、10 mL纯水过柱活化。注意：此过程不能让吸附剂暴露在空气中，否则空气进入柱床会导致干裂，影响后续上样时的目标物穿透。

（三）上样吸附（步骤15.1.5.2.4）

·         水样体积：1 L

·         上样流速：约15 mL/min

·         内标添加：加入4.0 μL质量浓度为500 μg/mL的内标和回收率指示物，混匀后水样中内标浓度为2.0 μg/L

流速控制在此环节尤为关键。15 mL/min属于相对较高的上样流速，这得益于聚甲基丙烯酸酯苯乙烯填料的高比表面积和优良的传质动力学特性。

（四）脱水干燥（步骤15.1.5.2.5）
用氮吹或真空抽吸固相萃取柱至干，以去除水分。残留水分会影响后续洗脱效率和色谱系统稳定性。

（五）洗脱（步骤15.1.5.2.6）
依次使用3 mL乙酸乙酯、3 mL二氯甲烷、1.5 mL甲醇进行梯度洗脱，每种溶剂洗脱时浸泡吸附剂10-15分钟。这一“浸泡-洗脱"设计充分利用了聚甲基丙烯酸酯苯乙烯填料的溶胀特性，使洗脱溶剂充分渗透至填料孔道内部，确保DEHP被完全解吸。

（六）浓缩与定容（步骤15.1.5.2.7）
在室温下用氮气将洗脱液吹至近干，再用乙酸乙酯定容至1 mL。推荐使用氮气而非空气进行浓缩，以防止目标物在高温或氧气存在下发生氧化降解。

3.3 方法特点分析

四、技术延伸：聚甲基丙烯酸酯苯乙烯柱的广谱适用性

虽然DEHP是新国标中明确指定使用聚甲基丙烯酸酯苯乙烯柱的唯一指标，但该材料的广谱特性使其在其他水质有机物检测中同样具有应用潜力。

4.1 与活性炭柱的对比

在丙烯酰胺等高极性化合物的检测中，GB/T 5750.8-2023推荐使用活性炭固相萃取柱。两种填料的适用场景对比如下：

聚甲基丙烯酸酯苯乙烯柱在DEHP检测中的成功应用，提示其在其他中等极性有机污染物（如部分农药、药物残留）检测中同样具有良好的应用前景。

4.2 与WAX柱的互补

在PFAS（全氟化合物）检测中，GB/T 5750.8-2023指定使用混合型弱阴离子交换反相吸附剂（WAX）固相萃取柱。这一选择是基于PFAS的阴离子特性——WAX柱兼具反相保留和离子交换双重机制，对阴离子型PFAS具有特异性保留。

相比之下，聚甲基丙烯酸酯苯乙烯柱作为非离子交换型填料，适用于不带电荷的中性有机物富集。两者在技术定位上形成互补：前者解决“带电"污染物，后者解决“中性"污染物。

五、操作要点与常见问题

5.1 活化步骤的“三段式"设计解析

DEHP检测中的活化流程——有机溶剂预处理→甲醇→纯水——具有多重功能：

1.       二氯甲烷+乙酸乙酯预处理：溶解并去除填料中可能残留的DEHP本底（塑化剂污染是SPE柱生产的常见问题）；

2.       甲醇活化：润湿填料表面，打开孔道结构；

3.       纯水活化：将溶剂系统置换为水相，为上样做好准备。

这一设计的精髓在于：用有机溶剂“清洗"填料，用水相“准备"上样。传统C18柱的甲醇-水活化已能满足大多数应用，但DEHP检测对背景洁净度要求极高，因此增加了有机溶剂预处理步骤。

5.2 上样流速的优化策略

15 mL/min的上样流速在SPE操作中属于较高水平。为确保该流速下目标物不穿透，需注意：

·         水样应经过0.45 μm滤膜过滤，去除颗粒物以防柱头堵塞；

·         若采用真空驱动，需监测真空度稳定性；

·         大体积水样（1 L）上样时间约67分钟，建议使用全自动固相萃取仪以保证流速一致性。

5.3 洗脱浸泡时间的必要性

标准要求每种溶剂浸泡10-15分钟，这一设计常被操作者忽视。对于聚甲基丙烯酸酯苯乙烯这类高交联聚合物填料，目标物可能被“困"在三维孔道深处。足够的浸泡时间使填料充分溶胀，溶剂渗透至孔道深处，确保DEHP被完全释放。

六、行业前景与实验室应用建议

6.1 自动化适配趋势

随着GB/T 5750.8-2023的实施，全自动固相萃取仪在水质检测中的应用日益普及。聚甲基丙烯酸酯苯乙烯柱因其：

·         优异的批次重现性（聚合物填料合成工艺成熟）；

·         良好的机械强度（高交联结构耐压性能好）；

·         标准化的操作参数（流速、体积等已明确）

成为自动化前处理系统的理想选择。实验室在引入自动化设备时，可将DEHP的SPE方法直接编程至设备方法库中。

6.2 方法验证要点

对于首次使用聚甲基丙烯酸酯苯乙烯柱的实验室，建议在正式检测前完成以下验证：

1.       本底测试：对未经上样的SPE柱直接洗脱、浓缩后上机检测，确认无DEHP本底干扰；

2.       回收率验证：以纯水为基质，在0.5-2.0 μg/L浓度水平进行加标回收实验，目标回收率应在70%-120%之间；

3.       穿透体积测试：评估1 L水样上样量是否在柱容量范围内（可通过分段收集流出液检测确认）。

七、结语

聚甲基丙烯酸酯苯乙烯固相萃取柱在GB/T 5750.8-2023中的正式亮相，不仅是对DEHP检测方法的技术升级，更代表了水质分析前处理技术从“通用型C18"向“功能型聚合物填料"演进的趋势。

这种高交联共聚物材料以其广谱的化合物适应性、优异的pH耐受性和稳定的批次重现性，正在成为新一代水质检测标准中的“全能型"前处理工具。对于一线检测人员而言，理解这一填料的结构特性、掌握其在不同应用场景下的操作要点，将是在新国标时代提升检测效率和数据质量的关键所在。