水（自来水，河水，生活或工业废水等）中N-二甲基亚硝胺检测方案(液质联用仪)

SSL-CA14-580Excellence in Science Excellence in ScienceLCMSMS-315 上海市徐汇区宜州路180号华鑫天地二期C801栋 咨询电话：021-34193996http：//www.shimadzu.com.cn 超高效液相色谱-三重四极杆质谱联用法测定水中的 NDMA LCMSMS-315 摘要：本文建立了一种使用岛津超高效液相色谱和三重四极杆质谱联用技术快速测定水样中 NDMA 的方法。该方法可在6 min 内实现水中低浓度水平 NDMA的快速测定。本文中对 NDMA 的线性关系、重复性、检出限和定量限值以及基质加标回收率进行了考察验证。结果表明： NDMA的线性关系良好，相关系数为0.9997， 准确度为92.1%~104.1%。仪器的重复性良好，不同浓度水平溶液的保留时间和峰面积的相对标准偏差分别在0.19%和2.65%以下。对空白水样的加标回收率在 67.4%~82.9%之间，符合行业实际水体样品测试情况。根据 HJ168-2010标准规定获得 NDMA 的仪器定量限为 0.68 ug/L， 远低于世界卫生组织 WHO及相关国家标准的限值水平。 关键词：水 NDMA 三重四极杆质谱 N-二甲基亚硝胺(N-nitrosodimethylamine，：，简称NDMA)是强致癌物质N-亚硝胺中的一种，是近年来世界各地水体中广泛检出的一种新的氯化消毒副产物。有文献报道，采用化合氯消毒的水厂，甚至采用离子交换工艺的水厂中也检测出了该物质。美国 EPA 将其列为200种致癌物质之一，其致癌等级为2级，在暴露浓度仅为 0.7 ng/L的条件下，理论致癌风险系数可达到10-6。在水质安全的环境监测中，N-亚硝胺化合物种类较多，通常为9种，其中尤为关注 NDMA。世界卫生组织在2008年提出饮用水中NMDA的限量推荐值为100 ng/L，加拿大、澳大利亚的限值分别为 40 ng/L 和 100 ng/L； 美国加州对 NDMA 的限值要求更是降低到 10 ng/L。而目前为止，中国仍没有饮用水中N-亚硝胺的标准限量要求。 通常水体中NDMA 的浓度在 ng/L 水平，常规检测方法普遍采用液液萃取或固相萃取进行水样浓缩，然后再由气相色谱一质谱 (GC-MS) 法进行测试。 本文使用岛津超高效液相色谱三重四极杆质谱联用仪LCMS-8050建立了测定水中NDMA的方法，该方法可高效、准确地分析水中低浓度水平的 NDMA 含量，可作为环境监测行业分析人员参考使用。 1.1仪器 本实验使用岛津超高效液相交谱仪 LC-30A 与三重四极杆质谱仪 LCMS-8050联用系统，包括LC-30ADx2(输液泵)， SIL-30AC(自动进样器)， CTO-30AC(柱温箱)， CBM-20A(系统控制器)， DGU-20A，(在线脱气机)， LCMS-8050(三重四极杆质谱)和 LabSolutions Ver 5.86。 1.2分析条件 色谱柱： InertSustain C18(4.6 mmI.D.x150 mm L.， 柱温：40℃5.0um) 进样量：50uL 流动相：A相-0.1%甲酸水溶液；B相-甲醇流速：0.8mL/min 洗脱方式：梯度洗脱，初始浓度为B相40%，时间程序见表1。 质谱条件 离子化模式： APCI(+) 电晕针电压：+4.8kV 雾化气：空气3.0 L/min 干燥气：空气5.0L/min 碰撞气：氩气 源温度：300℃ DL 温度：200℃ 加热模块温度：280℃ 扫描模式：多反应监测(MRM) 驻留时间：100 msec 延迟时间：3.0msec MRM参数：见表2 表2 NDMA质谱参数 物质名称 CAS 结构式 前体离子 产物离子 Q1 Pre CE(V) Q3 Pre No. Bias(V) Bias(V) NDMA 62-75-9 H3C. N一N=O 75.05 58.10* -12.0 -18.0 -10.0 H3C 43.05 -14.0 -12.0 -19.0 注：*定量离子 1.3标准溶液的配制及样品前处理 标准溶液配制：使用40%甲醇水溶液逐级稀释1.0 mg/mL NDMA 储备溶液，分别获得浓度为 1.0 ug/L、2.0 ug/L、5.0 ug/L、10 ug/L、20 pg/L、50 ug/L、100 ug/L 和200ug/L 的校准工作溶液。 样品制备：前处理方法参考EPA521，具体有：取500mL水样，使用0.45 um 玻璃纤维膜过滤，将水样品加加SPE 固相萃取柱(1g，6mL)，氮吹至干，加入5 mL 二氯甲烷洗脱，洗脱溶液氮吹至干，用40%甲醇水溶液定容至0.5mL。 结果与讨论 2.1 MRM 色谱图 图1 NDMA的MRM色谱图(5.0 ug/L) 2.2离子对信息确认 由于 NDMA 质量数小(其一级质谱图见图1)，其碎片离子小，易受仪器系统、流动相、色谱柱等外在因素影响，使用两通进行质谱参数的自动优化，通常会得到干扰离子41和39。为消除外在干扰，实验中采用接色谱柱进行行物离子扫描，寻找NDMA 的特征碎片离子(见图2)，最终确认NDMA稳定产物离子为58.10和43.10，通过指定离子优化，得到质谱参数。 图2NDMA一级质谱图 图3NDMA产物离子扫描(CE=-25V) 根据大气压软离子化裂解规律推测， NDMA 的产物离子产生过程分别为：58.10[M+H-OH]*和 43.05[M+H-NHOH。具体裂解推测过程如下图4和图5。 图4定量离子 (m/z 58.10) 裂解推测过程 图5定性离子(m/z43.05)裂解推测过程 2.3 Carryover考察 为进一步考察方法的适应性，对其进行了 Carryover 则试，结果显示在分析最高浓度 200 ug/L 的标准溶液后进行溶剂空白测试，未发现有 Carryover 残留。 (x100.000) 图7空白溶剂色谱图 2.4线性关系 将 NDMA 校正溶液按1.2中的分析条件进行测定，以浓度为横坐标，峰面积为纵坐标，外标法制作校准曲线，如图8所示。在校正线性浓度范围内线性良好，线性方程为： Y=(8579.60)X+(739.898)，相关系数为 0.9997(权重为1/C)，准确度为 92.1%~104.1%。 图8 NDMA标准曲线 2.5重复性考察 配制如表3浓度的NDMA标准溶液，平行测试6次， NDMA保留时间和峰面积的相对标准偏差分别在0.07~0.19%和1.17~2.65%之间，各浓度下NDMA 的重复性良好。 表3保留时间和峰面积重复性结果(n=6) 样品名称 RSD% (2.0 ug/L) RSD% (5.0ug/L) RSD%(10.0pg/L) R.T Area R.T Area R.T Area NDMA 0.19 2.65 0.14 1.84 0.07 1.17 2.6检出限和定量限考察 配制2.0 ug/L NDMA 标准溶液7份，直接进样分析，根据 HJ 168-2010规定对上述测定结果计算其标准偏差 S，此时检出限MDL=3.14xS， 定量限LOQ=4xMDL，测定结果如表5所示。 表4 NDMA的仪器检出限和仪器定量限 No. 名称 浓度(ug/L) 标准偏差(S) 检出限(ug/L) 定量限(ug/L) 1 NDMA 2.0 0.0539 0.17 0.68 2.7基质加标实验 在按照1.3中样品制备方法，获得空白基质以及空白基质中加标样品溶液，样品加标浓度分别为5.0 ng/L、10.0 ng/L 和 50.0 ng/L(样品浓缩前)，各平行测试3次，回收率测试结果见表5。各浓度下的基质加标回收率在67.4%~82.9%之间。空白基质色谱图如图9所示，加标样品色谱图如图10所示。 图9空白基质样品色谱图 图10基质加标样品色谱图(5.0ng/L) 表55加标回收率结果(n=3) 样品名称 回收率(%) 5.0 ng/L* 10.0 ng/L* 50.0 ng/L* NDMA 67.4 68.9 82.9 *表示加标的原始样品浓度 结论 使用岛津超高效液相色谱仪 LC-30A 和三重四极杆质谱仪LCMS-8050， 采用 APCI源建立测试水样中NDMA 的方法。该方法在校正曲线1.0~200 ug/L 浓度范围内线性关系良好，相关系数r=0.9997，准确度为92.1%~104.1%。对不同浓度混合标准溶液连续进样6次，保留时间和峰面积的相对标准偏差分别在0.19%和2.65%以下，重复性良好。对原始空白水样进行加标回收率测试，其回收率在 67.4%~82.9%之间。根据 HJ168-2010标准规定获得 NDMA 的仪器定量限为 0.68 ug/L， 完全满足世界卫生组织 WHO 及相关国家标准的限值要求。本测试方法简单、快速、准确，可满足水中低浓度水平 NDMA 含量的检测需求。 田岛津全球应用技术开发支持中心 使用岛津超高效液相色谱仪LC-30A和三重四极杆质谱仪LCMS-8050，采用APCI源建立测试水样中NDMA的方法,文中对NDMA的特征离子选择进行了深入的分析与确证。该方法在校正曲线1.0-200 μg/L浓度范围内线性关系良好，相关系数r=0.9997，准确度为92.1%~104.1%。对不同浓度混合标准溶液连续进样6次，保留时间和峰面积的相对标准偏差分别在0.19%和2.65%以下，重复性良好。对原始空白水样进行加标回收率测试，其回收率在67.4%~82.9%之间。根据HJ168-2010标准规定获得NDMA的仪器定量限为0.68 μg/L，完全满足世界卫生组织WHO及相关国家标准的限值要求。本测试方法简单、快速、准确，可满足水中低浓度水平NDMA含量的检测需求。