水中药物和个人护理用品 (PPCP)检测方案(自动进样器)

使用超高灵敏度三重四极杆质谱仪实现水中药物和个人护理用品(PPCP)的高通量检测 本文采用安捷伦三重四极杆液质联用系统，建立了测定环境水中药物和个人护理用品(PPCP)的分析方法。文中利用直接进样方式，应用动态 MRM 采集模式实现了同时对环境水中377种 PPCP快速准确的筛查和定量分析，多数化合物的检测限(LOD) 低于10 ng/L， 无需进行样品富集。该方法线性关系良好，在添加浓度为100 ng/L 时，超过63%的化合物的回收率在80%-120%之间，超过78%的化合物的 RSD<20%，重复性和回收率良好，完全满足环境领域监测需求。 药物和个人护理用品 (Pharmaceutical and Personal CareProducts， PPCP)作为一类新兴污染物日益受到人们的关注。PPCP种类繁杂，包括各类抗生素、止痛药、降压药、避孕药、催眠药、减肥药、发胶、染发剂、香水和杀菌剂等，人们的使用是 PPCP 进入环境的主要方式，它通常以痕量浓度存在于地表水中，对环境、野生动植物和人类的健康带来负面影响。 环境水中的 PPCP 浓度很低，通常处于 ng/L 水平。采用常规的三重四极杆液相色谱与质谱联用系统进行检测时，通常需要通过固相萃取(SPE)对样品进行富集。 SPE 需要大量样品，操作繁琐、耗时长，成为限制检测通量和准确性的因素。随着超高灵敏度 Agilent 6495 三重四极杆质谱仪结合安捷伦喷射流离子源的出现，可以采用直接进样的方式检测环境水中低至 ng/L 浓度水平的PPCP，简化了前处理过程，显著提高了检测通量。 本文以直接进样方式，采用 Agilent 1290 Infinity lI液相色谱/6495三重四极杆液质联用系统，建立了同时检测377种PPCP类化合物的可靠定量方法。包括抗生素类104种、兴奋剂类29种、激素类46种、精神类48种、解热镇痛类28种、抗过敏类13种、心血管类20种、农药48种以及其它类41种。该方法具有高通量、高灵敏度和覆盖范围广等特点，适合于环境行业 PPCP 高通量的筛查和检测。 试剂和样品 所有试剂均为 HPLC-MS 级。乙腈购自 Honeywell。超纯水产自 Milli-Q纯水系统(Merck KGaA)。 5 mol/L 乙酸铵溶液购自 Fluka (09691-250ML)。乙酸购自 Aldrich (338828-25ML)。PPCP标准品由外部合作方提供。实际水样取自于北京某湖泊及其周边水域。 仪器和设备 实验采用 Agilent 1290 Infinity ll 液相色谱进行分离，其由下列部件组成： ( - Agilent 1290 Infinity lI二元高速泵 (G7120A) ) ( - Agilent 1290 Infinity ll 高通量进样器 (G7167B) ) ( - A gilent 1290 Infinit y lI 多柱柱温箱 (G7116B) ) ( 采用配有安捷伦喷射流 (AJS) 电喷雾离子源和 iFunnel 离子传输聚 焦技术的 Agilent 6495 三重四极杆液质联用系 统 ，在正离子模式 下进行检测。 ) ( 采用 Agilent MassHunter 工作站软件(B.07版本)进行数据采集 和分析。 ) 标准溶液配置 ( PPCP标准品储备液以乙腈配制，各化合物的浓度均为10 mg/L。 以 Milli-Q纯水配制各化合物的混合标准溶液，校准曲线浓度范围 为10-10000 ng/L。浓度为100 ng/L的加标样品由实际水样中添 加混合标准溶液配制。 ) 样品前处理 实际水样采用 0.22 um 滤膜过滤后直接进样20 pL 进行分析检测。 表1.用于正离子模式方法的液相色谱条件 表2.用于负离子模式方法的液相色谱条件 色谱柱 ZORBAX Eclipse Plus C18， 2.1×100 mm， 1.8 pm (部件号：959758-902) 柱温 40°C 进样量 20 pL 流动相 A)5 mM 乙酸铵+0.02%乙酸的水溶液 B) 乙腈 流速 0.3 mL/min 梯度程序 时间(min) B(%) 0 5 0.5 5 11 100 15 100 停止时间 15 min 后运行时间 3 min 色谱柱 ZORBAX Eclipse Plus C18， 2.1×100mm， 1.8pm (部件号：959758-902) 柱温 40°℃ 进样量 20 pL 流动相 A) 0.005%乙酸水溶液 B)乙青 流速 0.3 mL/min 梯度程序 时间(min) B(%) 0 5 0.5 5 6 100 9 100 停止时间 15 min 后运行时间 3 min 表3.质谱离子源条件 离子模式 正离子模式/负离子模式 干燥气温度 250℃(正)/200℃ (负) 干燥气流速 16L/min (正)/12 L/min (负) 鞘气温度 380°C 鞘气流速 12L/min 雾化器压力 40 psi 毛细管电压 3000 V 喷嘴电压 OV(正)/2000V(负) MS， 和 MS，分辨率 单位分辨率 MRM 参数 如表4和表5所示 MRM 参数 表4.正离子模式下化合物 MRM 离子对参数列表 化合物名称 母离子(m/z) 子离子(m/z) 碰撞能量(V) 保留时间(min) 化合物名称 母离子(m/z) 子离子(m/z) 碰撞能量(V) 保留时间(min) 10，11-dihydro-10-hydroxycarbamazepine 255.1 237 20 4.51 Lidocaine 235.1 86.2 8 4.03 化合物名称 母离子(m/z) 子离子(m/z) 碰撞能量(V) 保留时间(min) 化合物名称 母离子(m/z) 子离子(m/z) 碰撞能量(V) 保留时间(min) Ivermectin 897.4 329.2 60 12.26 Valsartan 436.2 207.2 20 5.85 Ketoconazole 531.2 489.1 40 7.36 Venlafaxine 278.2 260.3 0 4.69 Ketoconazole 531.2 82.1 40 7.36 Venlafaxine 278.2 58.2 20 4.69 Ketoprofen 255.1 209.2 4 5.88 Verapamil 455.3 165.1 24 6.07 Ketoprofen 255.1 77.1 52 5.88 Verapamil 455.3 150.1 40 6.07 Lamotrigine 256 109 52 4.25 Virginiamycin M1 526.3 508.4 15 6.53 Lamotrigine 256 74 76 4.25 Virginiamycin M1 526.3 355 20 6.53 LCV 374.3 358.2 30 11.01 Xylazine 221.1 164 24 4.14 LCV 374.3 238.1 26 11.01 Xylazine 221.1 90 21 4.14 Levamisole 205 178 20 3.20 Zolpidem 308.2 236.1 24 5.51 Levamisole 205 91 30 3.20 Zolpidem 308.2 235.1 36 5.51 Levorphanol 258.2 199.1 20 3.95 Zolpidem phenyl-4-carboxylicacid 338.1 265 36 3.48 Levorphanol 258.2 157.2 32 3.95 Zolpidem phenyl-4-carboxylicacid 338.1 65.1 76 3.48 表5.正离子模式下化合物 MRM 离子对参数列表 结果与讨论 通过分析混合标准溶液对仪器方法进行优化，可在20 min 内对377 种 PPCP 进行有效分离。各化合物响应良好，绝大多数化合物检测限可低于 10 ng/L，灵敏度足够高，无需进行样品富集。图1显示了100 ng/L PPCP 混合标准样品的提取离子色谱叠加图，保留时间如表4和表5所示。 图1.377种PPCP混合标准样溶液(浓度100ng/L) 在正离子模式(A)和负离子模式(B)下的提取离子色谱叠加图 图2.阿特拉津(A)和布洛芬(B)的校准曲线(浓度范围10-10ng/L) 采用本文所述方法在浓度范围 10 ng/L 到 105 ng/L 内对377种PPCP 的线性相关性进行讨论。如图2所示，在正离子模式下阿特拉津和负离子模式下布洛芬的校准曲线的线性相关系数(R2)分别为 0.996 和0.995，线性关系良好，大多数化合物的线性相关系数均大于0.99。 浓度为 100 ng/L 实际水样加标样品，连续进样7针，计算各化合物的相对标准偏差。如图3所示，超过78%的化合物相对RSD小于20%，具有良好的重复性。 图3.100 ng/L添加浓度下连续进样7针所得各化合物 RSD分布图 图4.100 ng/L 添加浓度下各化合物回收率分布图 浓度为 100 ng/L 实际水样加标样品，按方法进样定量分析，计算回收率。如图4所示，大多数样品回收率在 80%-120%之间，回收率良好。 实际水样取自北京某湖泊及周边水域，在10个不同位置分别取10个水样，采用 0.22 pm 滤膜过滤后直接进样20 pL 进行分析检测。如表6所示，共检测到 PPCP 共13个，其中尼泊金甲酯浓度超过4 ug/L， 林可霉素、舒必利、副黄嘌呤、阿特拉津、氟康唑、氟苯尼考部分水样中浓度超过 100 ng/L。 样品编号 扑热息痛 2-氨基苯并咪唑 副黄嘌呤 舒必利 可铁宁 林可霉素 氟康唑 磺胺甲恶唑 氯苯那敏 莠去津 益康唑 尼泊金甲酯 氟甲砜霉素 1 一 5.8 45.8 47.0 19.4 82.6 43.0 24.5 13.5 84.0 43.4 9336.2 68.2 2 - 4.7 45.3 11.5 10.7 31.9 64.3 17.8 12.9 70.6 14.2 4548.3 31.0 3 4.3 - - 3.6 8.3 10 56.5 10.0 18.1 46.9 7.3 8265.4 9.1 4 4.9 2.7 38.4 23.8 19.5 51.9 144 17.1 11.9 24.0 8.7 9906.1 15.6 5 - 9.5 29.5 53.8 28.8 104 69.6 49.1 10.6 54.6 14.7 4289.8 127.4 6 1.7 3.8 43.8 22.8 20.5 66.8 53.1 11.5 33.2 22.6 9879.2 12.6 7 - 7.1 69.1 90.2 23.8 160 79.9 40.7 14.2 62.6 5.4 7010.9 279.5 8 92.7 8.3 144.7 88.4 25.7 164.3 85.9 39.8 40.1 55.9 10.0 6581.0 146.9 9 - 6.1 42.5 52.7 20.3 99.8 64.2 33.9 11.2 31.3 8.9 5288.0 35.5 10 4.5 21.2 285.5 137.4 6.6 560.7 70.7 54.1 40.1 240.8 5.7 5420.9 197.9 ( 本文采用 Agilent 1290 Infinity lI液相色谱/6495三重四极杆液质联 用系统，应用动态 MRM方式成功实现了同时对环境水中377种PPCP 的高灵敏度、快速、简单、准确的筛查和定量分析。本方 法通过直接进样方法即可满足常规检测要求，有助于省掉繁琐的 样品富集和净化步骤，从而显着提高样品分析通量。 ) 查找当地的安捷伦客户中心： www.agilent.com/chem/contactus-cn 免费专线：800-820-3278，400-820-3278(手机用户) 联系我们： LSCA-China_800@agilent.com 在线询价： www.agilent.com/chem/erfq-cn www.agilent.com 安捷伦对本资料可能存在的错误或由于提供、展示或使用本资料所造成的间接损失不承担任何责任。 本文中的信息、说明和技术指标如有变更，恕不另行通知。 ( ◎安捷伦科技(中国)有限公司，2017 ) 5991-8660ZHCN ：Agilent 摘要    本文采用安捷伦三重四极杆液质联用系统，建立了测定环境水中药物和个人护理用品(PPCP) 的分析方法。文中利用直接进样方式，应用动态 MRM 采集模式实现了同时对环境水中 377 种 PPCP 快速准确的筛查和定量分析，多数化合物的检测限 (LOD) 低于10 ng/L，无需进行样品富集。该方法线性关系良好，在添加浓度为 100 ng/L 时，超过63% 的化合物的回收率在 80%-120% 之间，超过 78% 的化合物的 RSD < 20%，重复性和回收率良好，完全满足环境领域监测需求。前言    药物和个人护理用品（Pharmaceutical and Personal CareProducts，PPCP）作为一类新兴污染物日益受到人们的关注。PPCP 种类繁杂，包括各类抗生素、止痛药、降压药、避孕药、催眠药、减肥药、发胶、染发剂、香水和杀菌剂等，人们的使用是 PPCP 进入环境的主要方式，它通常以痕量浓度存在于地表水中，对环境、野生动植物和人类的健康带来负面影响。环境水中的 PPCP 浓度很低，通常处于 ng/L 水平。采用常规的三重四极杆液相色谱与质谱联用系统进行检测时，通常需要通过固相萃取 (SPE) 对样品进行富集。SPE 需要大量样品，操作繁琐、耗时长，成为限制检测通量和准确性的因素。随着超高灵敏度 Agilent 6495 三重四极杆质谱仪结合安捷伦喷射流离子源的出现，可以采用直接进样的方式检测环境水中低至 ng/L 浓度水平的PPCP，简化了前处理过程，显著提高了检测通量。    本文以直接进样方式，采用 Agilent 1290 Infinity II 液相色谱/6495三重四极杆液质联用系统，建立了同时检测 377 种 PPCP 类化合物的可靠定量方法。包括抗生素类 104 种、兴奋剂类 29 种、激素类 46 种、精神类 48 种、解热镇痛类 28 种、抗过敏类 13 种、心血管类 20 种、农药 48 种以及其它类 41 种。该方法具有高通量、高灵敏度和覆盖范围广等特点，适合于环境行业 PPCP 高通量的筛查和检测。结论    本文采用 Agilent 1290 Infinity II 液相色谱/6495 三重四极杆液质联用系统，应用动态 MRM 方式成功实现了同时对环境水中 377 种PPCP 的高灵敏度、快速、简单、准确的筛查和定量分析。本方法通过直接进样方法即可满足常规检测要求，有助于省掉繁琐的样品富集和净化步骤，从而显着提高样品分析通量。