水中有机磷农药检测方案(液相色谱仪)

Marica Beggio 和 Michele Pozzebon dtoLABS， via Fratta 25 31023， Resana (TV)， Italy Joan Stevens 和 Francesco Spadola 安捷伦科技有限公司 摘要 本应用简报介绍了用于液相色谱/串联质谱农药分析的水样SPE 处理方法。研究中分析了16种极性禾同的有机磷农药。对比使用 Agilent Bond Elut PPL与液液萃取(LLE)进行样品前处理。固相萃取 (SPE)是一种有用的样品前处理技术，它能得到非常纯净的萃取物，并有内置的浓缩步骤。使用SPE 可以避免许多与 LLE 相关的问题，如相分离不完全、回收率达不到定量要求、需要使用昂贵且易破碎的专用玻璃器皿，以及需要处理大量有机溶剂。SPE 比LLE更为高效，不但能轻松实现定量萃取，而且还可实现快速的自动运行，从而减少了溶剂用量，缩短了实验耗时。 采用动态多反应监测(dMRM)模式下的 LC/MS/MS 进行分析。所有农药的定量限(L0Q)均低于 5 pg/L。 5 pg/L下的回收率为70%-135%。在所有情况下，回收率的相对标准偏差均小于10%。 随着许多有机氯农药在20世纪70年代的禁用，农药行业将目光转向了更容易降解的有机磷农药(OP)。除了用于世界各地的家庭和工厂，有机磷农药还广泛用于农业和兽药领域。虽然这些农药在环境中存在的时间很短，但对人类和其他哺乳动物有很强的毒性。这些农药集中在脂肪组织中，且代谢速度很快，因此很难在食物链中对其进行分析[1]。这些农药的广泛使用和急性毒性会造成一定的环境危害，还会使饮用水、地表水、地下水、水果、蔬菜及其他食品受到有机磷农药的污染，从而引起越来越多的社会关注[2.3]。美国国家环保局 (EPA) 等多家机构均监测到环境中存在有机磷农药。 测定水中的有机磷农药前通常需要进行样品前处理，对农药进行萃取和浓和，以供 GC/MS 或 LC/MS分析。液液萃取(LLE)是一种常用的样品前处理方法，但其步骤较为繁琐，且需要用到大量危险且昂贵的溶剂。固相萃取 (SPE) 极大地减少了溶剂消耗。其内置的浓缩步骤对大体积样品显现出明显优势，工作量更少，还可以自动运行。 Agilent Bond Elut PPL 可高效萃取有机磷农药。这款产品的颗粒较大，可有效处理颗粒含量高的样品。苯乙烯-二乙烯基苯 (SDVB) 颗粒专有独特的极性官能团，能够为非极性分析物、有机磷农药和其他极性分析物(主要是水溶性化合物)提供非极性和静电/极性/pi-pi 保留机会。 本研究旨在开发一种快速有效分析多种水源中有机磷农药的方法。LC/MS/MS可在动态多反应监测模式 (dMRM)下实现高灵敏度的定量分析。LC/MS/MS 的运行时间为15分钟。使用聚合 BE-PPL作为 SPE 吸附剂对16种有机磷农药进行富集，萃取效率得到了提高。 实验部分 所有试剂和化学药品均为 LC/MS 级。乙腈(ACN)、甲醇(Me0H)、乙醇(Et0H)、异丙醇、冰乙酸和甲酸铵购自Sigma-Aldrich 公司 (St. Louis， MO， USA)。盐酸 (37%w/v) 购自 Fluka (Sleinheim， Germany)。 pH 为 4.01、7.00和10.01的缓冲液来自安捷伦科技公司(安捷伦科技有限公司，Wilmington， DE， USA)。 Milli-Q超纯水购自 Sartorius(Sartorius AG， Goettingen， Germany)。甲酸 (FA) 购自 Millipore(EDM Millipore Corporation， MA，USA)。定制农药混标溶液购自 Ultra Scientific (North Kingstown， RI，USA)。 溶液与标准品 将50mL乙醇和50mL乙青混合，配制1：1的乙醇/乙腈活化溶液。将 0.157 g甲酸铵和 50 pL甲酸溶于500mL Milli-Q水中，配制成流动相A (5mM 甲酸铵的0.01%甲酸溶液)。将 0.157g甲酸铵和 50 pL甲酸溶于 500mL 甲醇中，配制成流动相B(5mM甲酸铵的 0.01%甲酸溶液)。 ( 将农药混标储备液(100pg/mL， 16种农药的甲醇溶液)储存在4℃的环境下。1000 pg/L 农药溶液的日常配制方 法是将10pL农药混标储备液稀释到1000 pL 乙腈中。 ) ( 将 1、2、5、 、10、20、50 、 100pL的1000 pg/L农药溶液 分别稀释到1000pL乙中中，配制用于绘制校准曲线的溶液。每个校准点对应的最终浓度分别是1、2、5、10、20、50和100 pg/L 。 将 1000 pg/L 农药溶液稀释到乙腈中，配制浓度为 5 pg/L的三个QC(质量控制)样品。 ) 进行回收测试前，在 500 mL 的 Milli-Q水中加入20pL 的1000 pg/L农药溶液， 并在进行 SPE 流程前加入盐酸将溶液酸化至 pH2。 进行实际样品的回收测试前，在500mL地下水中加入20pL的1000pg/L农药溶液，并在进行 SPE 前加入盐酸将溶液酸化至 pH 2。 参数 值(+) 值(-) 干燥气温度： 325°C 325°C 干燥气流速： 9 L/min 9 L/min 雾化器压力： 40 psi 40 psi 鞘气温度： 400°C 400°C 鞘气流速： 11 L/min 11 L/min 毛细管电压： 3500V 3500V 表1列出了用于有机磷农药分析的仪器采集数据。 表1.用于16种有机磷农药LC/MS/MS分析的仪器采集数据 样品前处理 用量筒量取500mL水样，倒入800 mL玻璃瓶中。在经过校准的 pH计辅助下，用37%盐酸将溶液 pH调节到2。将一根外径1/8英寸的 PTFE 管置于样品瓶瓶底，使其靠向一边。将 PTFE 管的另一端与固定在 Bond Elut PPL SPE柱顶部的接头塞相连， 并将 SPE 柱安装在 Agilent Vac Elut真空歧管的快速释放阀上。从样品容器中直接抽出样品，并通过真空上样至预活化SPE 柱中(图1)。 图1.水中有机磷农药的固相萃取流程 结果与讨论 色谱分离 采用优化后的LC/MS/MS条件对16种有机磷农药进行分离。图2显示了典型的色谱图。根据标准溶液的保留时间和质谱图离子对确定有机磷农药的峰归属。 图2.5pg/L萃取水样中16种有机磷农药的色谱图 回收率与重现性 用 MilliQ 水和地下水样品测试回收率和重现性。经过测试和测定得知，地下水中不含农药。在 MilliQ 和地下水中加入20 pL 的 1000 pg/L农药混标乙腈溶液，用37%盐酸将溶液酸化至 pH2， 然后用 SPE 柱进行处理，使最终浓度达到预期的5 pg/L。 分别用三个样品和三根 SPE 柱平行进行三次 MilliQ 水的回收率测试。分别用五个样品和五根 SPE 柱平行进行五次地下水的回收率测试。根据峰面积得到所有的定量分析结果。每种萃取物进样三次。 表2列出了5pg/L有机磷农药加标 MilliQ 水样品和 5 pg/L有机磷农药加标地下水样品的回收率，以及添加16种有机磷农药的地下水样品的相对标准偏差。所有化合物在1-100 pg/L的范围内均得到了线生校准曲线。 用乙腈稀释1000 pg/L农药混合溶液，配制出的样品用于绘制校准曲线。计算N 次重复分析样品浓度标准偏差的10倍作为 LOQ结果，符合官方认可的指导原则[4]中的规定。使用 Agilent MassHunter 定量软件以5 pg/L的浓度进行5次重复计算(表2)。 表2.16种有机磷农药的5 pg/L水空白和地下水样品得到的回收率 农药 水空白的 地下水样品的 %RSD LOQ 线性 回收率 回收率 (地下水) (pg/mL) (R2) 氧化乐果 73.0 84.5 3.04 0.9996 乐果 108.8 117.5 2.96 0.9999 敌百虫 135.0 142.4 3.65 0.9874 速灭磷 109.9 110.3 2.47 0.9996 甲基内吸磷 98.6 99.2 1.55 0.9997 敌敌畏 96.1 92.4 1.02 0.9986 谷硫磷 108.3 111.9 2.01 0.9998 甲基对硫磷 109.3 110.2 4.83 0.9993 马拉硫磷 108.3 106.7 2.12 0.9995 杀螟硫磷 108.6 105.0 3.38 0.9995 三唑磷 107.9 105.8 1.88 0.9998 乙基谷硫磷 108.4 105.8 2.24 0.9998 对硫磷 108.4 105.0 2.08 0.9997 倍硫磷 86.1 75.5 8.1 3.59 0.9998 蝇毒磷 107.4 102.5 2.14 0.9992 毒虫畏 109.2 106.9 1.84 0.9998 结论 使用 Bond Elut PPL 的这一简单 SPE 流程是一项高效的技术，可对水样中浓度相当于或接近于地下水中监测 MRL水平的16种有机磷农药进行预浓缩。这项技术便捷且经济，具有出色的回收率和重现性。工作流程解决方案包括通过 SPE 对痕量分析物的必要浓缩、在液相色谱系统上的有效分离，以及LC/MS/MS出色的灵敏度和选择性。 ( 参考文献 ) ( 1. Du Bois， K. P. The Toxicity of OrganophosphorusCompounds i n Mammals. Bull. World HealthOrganization， 1 971， 4 4， 233-240 ) ( 2. Sun， Q.； Zhu， L.；Dong， M. Risk A ssessment of OrganicPesticides Pollution i n Surface W ater of Hangzhou. Environ. Monit. Assess. 2006， 1 17，377-385 ) 查找当地的安捷伦客户中心： ( 3. Ma， J.； et. al. Determination o f Organophosphorus Pesticides in Underground Water by SPE-GC-MS0. J. Chromatographic Science，2 0 09， 47，110-115 ) ( 4. Ripp， J. Analytical Detection Limit Guidance & Laboratory Guide for Determining Method Detection Limits. Wisconsin Department of Natural R e sources LaboratoryCertification Program PUBL-TS-056-96， April 1996 ) 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 更多信息 www.agilent.com 这些数据仅代表典型的结果。有关我们的产品与服务的详细信息，请访问我们的网站 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。 本资料中的信息、说明和指标如有变更，恕不另行通知。 @安捷伦科技(中国)有限公司， 2014 2014年11月7日，中国出版 5991-5304CHCN Agilent Technologies 摘要本应用简报介绍了用于液相色谱/串联质谱农药分析的水样SPE 处理方法。研究中分析了16 种极性不同的有机磷农药。对比使用Agilent Bond Elut PPL与液液萃取(LLE) 进行样品前处理。固相萃取(SPE) 是一种有用的样品前处理技术，它能得到非常纯净的萃取物，并有内置的浓缩步骤。使用SPE 可以避免许多与LLE 相关的问题，如相分离不完全、回收率达不到定量要求、需要使用昂贵且易破碎的专用玻璃器皿，以及需要处理大量有机溶剂。SPE 比 LLE 更为高效，不但能轻松实现定量萃取，而且还可实现快速的自动运行，从而减少了溶剂用量，缩短了实验耗时。采用动态多反应监测(dMRM) 模式下的LC/MS/MS 进行分析。所有农药的定量限(LOQ) 均低于5 μg/L。5 μg/L 下的回收率为70%-135%。在所有情况下，回收率的相对标准偏差均小于10%。前言随着许多有机氯农药在20 世纪70 年代的禁用，农药行业将目光转向了更容易降解的有机磷农药(OP)。除了用于世界各地的家庭和工厂，有机磷农药还广泛用于农业和兽药领域。虽然这些农药在环境中存在的时间很短，但对人类和其他哺乳动物有很强的毒性。这些农药集中在脂肪组织中，且代谢速度很快，因此很难在食物链中对其进行分析。这些农药的广泛使用和急性毒性会造成一定的环境危害，还会使饮用水、地表水、地下水、水果、蔬菜及其他食品受到有机磷农药的污染，从而引起越来越多的社会关注。美国国家环保局(EPA) 等多家机构均监测到环境中存在有机磷农药。测定水中的有机磷农药前通常需要进行样品前处理，对农药进行萃取和浓缩，以供GC/MS 或LC/MS 分析。液液萃取(LLE) 是一种常用的样品前处理方法，但其步骤较为繁琐，且需要用到大量危险且昂贵的溶剂。固相萃取(SPE) 极大地减少了溶剂消耗。其内置的浓缩步骤对大体积样品显现出明显优势，工作量更少，还可以自动运行。Agilent Bond Elut PPL 可高效萃取有机磷农药。这款产品的颗粒较大，可有效处理颗粒含量高的样品。苯乙烯-二乙烯基苯(SDVB) 颗粒专有独特的极性官能团，能够为非极性分析物、有机磷农药和其他极性分析物（主要是水溶性化合物）提供非极性和静电/极性/pi-pi 保留机会。本研究旨在开发一种快速有效分析多种水源中有机磷农药的方法。LC/MS/MS 可在动态多反应监测模式(dMRM)下实现高灵敏度的定量分析。LC/MS/MS 的运行时间为15 分钟。使用聚合BE-PPL 作为SPE 吸附剂对16 种有机磷农药进行富集，萃取效率得到了提高。结论使用Bond Elut PPL 的这一简单SPE 流程是一项高效的技术，可对水样中浓度相当于或接近于地下水中监测MRL水平的16 种有机磷农药进行预浓缩。这项技术便捷且经济，具有出色的回收率和重现性。工作流程解决方案包括通过SPE 对痕量分析物的必要浓缩、在液相色谱系统上的有效分离，以及LC/MS/MS 出色的灵敏度和选择性。