本发明属于药物分析检测。更具体地，涉及一种测定氯代硝基苯的单体碳稳定同位素的方法及其应用。
背景技术：
1、氯代硝基苯(chloronitrobenzene)是一类重要的化学原料和中间体，在医药、农药、石油、化工和印刷等行业广泛使用。该类物质被大规模生产，同时不恰当的处理处置过程，使它们进入环境中并对各类水体和土壤造成严重污染。氯代硝基苯类对中枢神经系统具有潜在毒性，使人体产生疲劳、头痛、眩晕和全身无力甚至昏迷等，被归为环境不良化合物，并已被许多国家列为“优先控制污染物”。因此，迫切需要研究氯代硝基苯的转化机理，以便更好地对其进行管控，减少污染。
2、目前，国内外研究中对有机物的转化机理研究主要为对底物浓度变化的检测以及基于传统质谱技术测定和鉴定中间产物，随后根据底物和中间产物化学结构式、底物和中间产物之间的关系，阐明其可能的转化机理，但是物理影响(如稀释、挥发和吸附)可能导致测定浓度不准确、检测中间产物种类不全，而无法准确推断其转化机理，因此必须探寻更科学、高效解释污染物转化途径的新方法。
3、单体稳定同位素分析(csia)技术可以有效克服传统质谱技术在解释污染物转化机理方面的局限性，有效识别各种有机物的转化途径和评价其转化机制，成为近年来识别有机物转化途径的新工具。其中，稳定同位素自然丰度技术则是利用测定化合物中特定元素的天然稳定同位素组成的变化开展研究，由于质子数相同、中子数不同的同位素原子或化合物之间存在物理化学性质上的差异，在物理、化学及生物作用过程中同位素会以不同比例分配于不同物质中，会发生同位素分馏效应，且同位素分馏与转化途径密切相关。基于以上特性，将化合物元素的同位素组成作为一种指纹特征，就可以获取化合物的环境行为信息，阐明化合物可能的转化机理。如现有技术将固相萃取(spe)结合csia法对复杂水环境样品中目标硝基和氨基取代芳香族化合物的碳、氢和氮进行测定，克服了在目标化合物群中来自共洗脱化合物的基质干扰对复杂场样品测定的影响(suchana shamsunnahar,wulangping,passeport elodie,compound-specific carbon,hydrogen,and nitrogenisotope analysis of nitro-and amino-substituted chlorobenzenes in complexaqueous matrices.[j].anal chem,2023,95:6801-6809.)。又如现有技术通过csia技术研究ch3-、ci-和no2-取代氯苯水溶液的直接和间接光降解过程中的同位素分馏和反应机理，该方法可以对间氯硝基苯(3-cnb)和对氯硝基苯(4-cnb)进行测定(passeport elodie,zhangning,wu langping et al.aqueous photodegradation of substitutedchlorobenzenes:kinetics,carbon isotope fractionation,and reaction mechanisms.[j].water res,2018,135:95-103.)，但其检测灵敏度还有待提升。目前还没有一种可靠的方法能够同时满足于氯代硝基苯三种不同异构体的测定，又由于csia技术应用于环境领域测定受各种因素(仪器准确度、精确度、同位素参考标准品、氧化效率等)的影响，现有常规csia检测氯代硝基苯的单体碳稳定同位素分析方法的检测线在150ppm左右(进样量1μl时)，为了满足研究工作中对阐明氯代硝基苯类污染物降解机理的需要，提升其检测的灵敏性、准确性和精确性，还有待开发并提供更多的、能同时满足并适用于测定邻氯硝基苯、间氯硝基苯和对氯硝基苯的、更加灵敏、准确、高效、可靠的新方法。
技术实现思路
1、本发明要解决现有csia检测氯代硝基苯单体碳稳定同位素方法的检测灵敏度低的问题，提供一种方法能同时实现对不同异构单体氯代硝基苯的单体碳稳定同位素的测定方法及其应用。
2、本发明上述目的通过以下技术方案实现：
3、本发明提供一种测定氯代硝基苯的单体碳稳定同位素的方法，对待测氯代硝基苯标样进行前处理后，采用气相色谱-燃烧-同位素比值质谱gc-c-irms法进行测定；所述gc-c-irms法的气相色谱条件参数为：1/5的分流模式，进样量1～2μl，进样口温度设置为250～280℃，传输线温度为200～300℃，高纯氦气流速为1.0～1.2ml/min；升温程序设置为：初始温度60～80℃，保留0.5～1min，以15～20℃/min升至140～300℃，保持5～15min；所述gc-c-irms法的燃烧炉条件参数为：气相色谱与燃烧炉接口温度设置为250～350℃，燃烧氧化温度设置为900～950℃，样品线氦气压力设为1～1.5psi；所述gc-c-irms法的质谱离子源条件参数为：加速电压为3800～4100v，提取电压为70～100％av，陷阱电流为150～600μa，磁电流为3000～4000ma；所述氯代硝基苯标样为邻氯硝基苯、间氯硝基苯和对氯硝基苯。
4、本发明以邻氯硝基苯、间氯硝基苯和对氯硝基苯作为目标污染物，探究三种取代基位置的碳同位素数值的差异与规律。通过液-液萃取至有机相中进行前处理后进行测定，处理方法简便易操作，不会产生分馏影响，保证样品稳定同位素值在前处理前后保持一致；采用气相色谱-燃烧-稳定同位素比值质谱(gc-c-irms)法进行测定并能计算出邻氯硝基苯、间氯硝基苯和对氯硝基苯的碳稳定同位素比值，通过测定残留中待测元素重同位素可以判断有机化合物是否发生了转化，以此阐明氯代硝基苯的转化机理。本发明提供的方法适用于邻氯硝基苯、间氯硝基苯和对氯硝基苯的测定，可以实现待测物和基质干扰之间的分离，对氯代硝基苯的测定有更好的灵敏性和准确度，与现有常规csia检测方法相比(检测线150ppm左右)具有更好的检测灵敏性，以及较低的检测线(本发明检测线达50-100ppm，进样量1μl时，附图1所示)。本发明实现了采用一种方法对不同异构单体氯代硝基苯的单体碳稳定同位素的测定，并显著提高了单体碳稳定同位素分析的检测灵敏性、准确性和精确性，具有更低的检测线，为环境中氯代硝基苯的检测与降解机理提供了新的方法和手段。
5、进一步地，氯代硝基苯的前处理包括以下步骤：
6、s1、将氯代硝基苯标样加入超纯水中溶解制备氯代硝基苯溶液；
7、s2、将氯代硝基苯溶液采用萃取剂进行萃取，离心，弃去水相层，重复萃取至少两次，收集萃取得到的有机层；萃取剂为乙酸乙酯/正己烷/二氯甲烷或正己烷/二氯甲烷/丙酮；
8、s3、将有机层进行旋转蒸发至1～2ml，转移至液相瓶中，用高纯n2吹干后再加入正己烷定容，即可。
9、优选地，步骤s1中氯代硝基苯溶液浓度为50mg/l～400mg/l。
10、更优选地，氯代硝基苯溶液浓度为100mg/l～400mg/l。
11、优选地，步骤s2中氯代硝基苯溶液与萃取剂的体积比为1：(0.5～2)。
12、更优选地，所述萃取剂为乙酸乙酯/正己烷/二氯甲烷，其中乙酸乙酯、正己烷和二氯甲烷的体积比为1：2：2。基于本发明测定方法，本领域技术人员可以再进一步优化前处理方法，来提升萃取回收率。
13、进一步优选地，步骤s2中氯代硝基苯溶液与萃取剂的体积比为1：(0.8～1)。
14、优选地，色谱柱采用5％苯基甲基聚硅氧烷毛细管柱，尺寸为30m×0.32mm×0.25μm。
15、进一步地，燃烧炉的氧化管为陶瓷管，管内填料为ni、cu和pt三种金属混合物。
16、本发明测定完成后直接通过gc-c-irms仪器统计得到氯代硝基苯的单体碳同位素比值。
17、作为一种最优选地实施方案，本发明提供gc-c-irms检测的具体条件参数：气相色谱参数：1/5的分流模式，进样量1～2μl，进样口温度设置为250℃，传输线温度为200℃，高纯氦气流速为1.0ml/min；升温程序设置为：初始温度70℃，保留1min，以20℃/min升至300℃，保持15min；燃烧炉参数为：燃烧炉中氧化管为陶瓷管，管内填料为ni、cu和pt三种金属混合物，气相色谱与燃烧炉接口温度设置为250～350℃，燃烧氧化温度设置为950℃，样品线氦气压力设为1.5psi；质谱离子源参数为：加速电压为3800～4100v，提取电压为70～100％av，陷阱电流为150～600μa，磁电流为3000～4000ma。
18、本发明提供上述测定氯代硝基苯的单体碳稳定同位素的方法在检测并分析环境中氯代硝基苯的降解中的应用。
19、本发明具有以下有益效果：
20、本发明提供了一种测定氯代硝基苯的单体碳稳定同位素的方法，通过液-液萃取至有机相中制备氯代硝基苯标样，再采用气相色谱-燃烧-稳定同位素比值质谱(gc-c-irms)法进行测定并计算出邻氯硝基苯、间氯硝基苯和对氯硝基苯的碳稳定同位素比值，通过测定残留中待测元素重同位素可以判断有机化合物是否发生了转化，以此阐明氯代硝基苯的转化机理。本发明提供的方法适用于测定邻氯硝基苯、间氯硝基苯和对氯硝基苯，能大大降低基质干扰，基本上可以实现待测物和基质干扰之间的分离，实现了一种方法对不同异构单体氯代硝基苯的单体碳稳定同位素的测定，与现有csia检测方法相比提高了单体碳稳定同位素分析的检测灵敏性、准确性和精确性，具有较低的检测线。
21、同时，本发明采用的前处理方法处理后不会产生分馏影响，能保证样品稳定同位素值在前处理前后保持一致，且处理方法简便易操作，提供了一种可靠的方法能够同时满足于氯代硝基苯三种不同异构体的测定，该方法高效便捷，为环境中不同异构单体氯代硝基苯的检测与降解机理提供了更多的方法和手段。
1.一种测定氯代硝基苯的单体碳稳定同位素的方法，其特征在于，对待测氯代硝基苯标样进行前处理后，采用气相色谱-燃烧-同位素比值质谱gc-c-irms法进行测定；
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述前处理包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，步骤s1中氯代硝基苯溶液浓度为50mg/l～400mg/l。
4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，氯代硝基苯溶液浓度为100mg/l～400mg/l。
5.根据权利要求2所述方法，其特征在于，步骤s2中氯代硝基苯溶液与萃取剂的体积比为1：(0.5～2)。
6.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述萃取剂为乙酸乙酯/正己烷/二氯甲烷，其中乙酸乙酯、正己烷和二氯甲烷的体积比为1：2：2。
7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，色谱柱采用5％苯基甲基聚硅氧烷毛细管柱，尺寸为30m×0.32mm×0.25μm。
8.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述燃烧炉的氧化管为陶瓷管，管内填料为ni、cu和pt三种金属混合物。
9.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述gc-c-irms法的具体条件参数为：进样口温度设置为250℃，传输线温度为200℃，高纯氦气流速为1.0ml/min；升温程序设置为：初始温度70℃，保留1min，以20℃/min升至300℃，保持15min。
10.权利要求1～9任一所述方法在检测并分析环境中氯代硝基苯的降解中的应用。
