饮用水中PPCPs残留检测方案(液质联用仪)

SSL-CA14-698Excellence in Science Excellence in ScienceLCMSMS-344 岛津全球应用技术开发支持中心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 在线 SPE 大体积进样-三重四极杆质谱仪检测饮用水中 PPCPs残留(碱性上样) LCMSMS-344 摘要：本实验使用岛津在线 SPE 大体积进样和LCMS-8045 联用系统建立了饮用水中 PPCPs 残留的检测方法。根据化合物在SPE 柱的保留， PPCPs化合物的上样条件分为酸性(0.1%甲酸水溶液)和碱性(0.1%氨水溶液)。本方法选择碱性条件上样，采用 MRM 扫描模式，共分析25种PPCPs 化合物，用时 18min 完成样品在线富集和分离分析过程。本方法进样体积为5 mL。采用内标法定量，25种化合物在线性范围内相关性良好，相关系数均大于0.995。低、中、高三个浓度，保留时间和峰面积的相对标准偏差(RSD)分别在 0.02%-1.03%和1.26%-10.57%之间，仪器重复性良好。五种水样中加标回收率在62.0%-147.4%之间，方法可靠性良好。 PPCPs是药品和个人护理用品的总称，主要应用于化妆品、医药、保健品、食品添加剂等行业中，它伴随着人类的生产、生活，并被持续不断地排入土壤和水体中，其中水体中的污染尤为严峻。PPCPs类污染物作为环境污染物中一组重要的检测指标，近年来越来越受到关注，其检测已经成为重要研究目标之一。 水体中PPCPs残留的浓度通常在 ng/L 水平，在现有方法中，水样前处理通常需要借助固相萃取柱富集、浓缩、重溶后再进样分析，但该过程费时、费力，且容 易出现误差。在线 SPE 富集技术能够大幅增加了液体样品的进样量并完成样品前处理，该技术与液质技术联用于水中痕量 PPCPs 残留分析非常有优势。 本文使用岛津在线 SPE 大体积进样系统和 LCMS-8045联用系统建立了饮用水中PPCPs残留的检测方法。该方法利用在线 SPE 与液质技术联用，大大减少了前处理步骤，将样品前处理、目标物分离和质谱检测一体化、自动化，减少人为误差，保证结果稳定性，同时缩短了样品前处理时间，提高了分析效率。 实验部分 1.1仪器 LC-30ADx2(流动相输液泵)，LC-20AD(配有低压梯度单元，SPE输液泵)， SIL-30AC(UHPLC 自动进样器)，SIL-16P( 大体积进样自动进样器)， CTO-20AC(柱温箱，配高压十通阀)， CBM-20A(系统控制器)； LCMS-8045(三重四极杆质谱仪配 ESI 电离源)； LabSolutions Ver 5.91(色谱工作站)。 图11.在线SPE大体积进样系统硬件示意图 1.2样品信息 标准溶液：称取目标分析物固体粉末并配制1 g/L标准储备液。分别取每个化合物母液适量，用乙腈配制混标工作溶液备用。 样品制备：一定体积的水样过玻璃纤维滤膜后，按照体积比加入0.1%浓氨水溶液，准确量取10 mL样品溶液，加入内标，待分析。 1.3分析条件 流速：0.4mL/min 柱温：40℃ 洗脱方式：梯度洗脱。 表1NMRM参数 No. 名称 英文名称 CAS No. 前体离子产物离子 Q1 Pre CE(V) Q3 Pre 产物离子 Q1Pre CE(V) Q3 Pre Bias(V) Bias(V) Bias(V) Bias(V) 1 可替宁 Cotinine 486-56-6 177.00 79.90* -21 -26 -11 98.10 -10 -22 -15 2 沙丁胺醇 Salbutamol 18559-94-9 240.00 148.00* -20 -16 -20 222.15 -25 -11 -21 3 阿替洛尔 Atenolol 29122-68-7 267.00 145.00* -14 -27 -23 190.05 -14 -19 -17 4 西咪替丁 Cimetidine 51481-61-9 253.00 117.00* -17 -17 -21 159.00 -18 -15 -22 5 雷尼替丁 Ranitidine hydrochloride 66357-35-5 315.00 176.00* -16 -19 -20 102.05 -16 -35 -17 6 舒必利 Sulpiride 15676-16-1 341.85 112.10* -18 -25 -20 214.00 -17 -33 -20 7 卡巴克络 Carbazochrome 69-81-8 237.05 164.05* -12 -20 -15 220.05 -12 -10 -20 8 可待因 Codeine 76-57-3 299.90 215.05* -15 -26 -20 165.00 -15 -41 -14 9 林可霉素 Lincomycin 154-21-2 407.00 126.10* -20 -30 -20 359.15 -20 -20 -20 10 噻菌灵 Resorufin 635-78-9 201.90 175.05* -21 -25 -20 131.10 -22 -34 -20 11 哌仑西平 Pirenzepine 28797-61-7 352.15 113.10* -13 -21 -18 70.10 -17 -36 -25 12 甲氧苄胺嘧啶 Bactramin 738-70-5 291.05 230.10* -14 -25 -20 261.05 -15 -26 -24 13 培氟沙星 Pefloxacin 70458-92-3 333.85 316.15* -17 -21 -22 290.15 -17 -19 -24 14 环丙沙星 Ciprofloxacin 85721-33-1 331.85 314.10* -17 -23 -19 231.00 -17 -39 -21 15 卡巴多 Carbadox 1791337 262.65 129.05* -29 -32 -22 130.10 -13 -21 -21 16 奥美普林 Ormethoprim 6981-18-6 274.90 259.1 -17 -26 -21 123.15* -17 -25 -20 17 恩诺沙星 Enrofloxacin 93106-60-6 359.90 316.15* -18 -21 -19 342.10 -18 -22 -21 18 克林沙星 Clinafloxacin 105956-97-6 365.75 348.05* -19 -22 -14 305.05 -19 -22 -18 19 双氟沙星 Difloxacin 98106-17-3 399.75 382.10* -20 -23 -25 356.15 -12 -21 -20 20 安替比林 Antipyrine 60-80-0 189.05 77.10* -10 -40 -11 56.15 -10 -32 -20 21 司帕沙星 Sparfloxacin 110871-86-8 392.95 349.15* -21 -22 -21 292.20 -19 -27 -21 22 乙胺嘧啶 Pyrimethamine 58-14-0 248.90 232.95* -24 -30 -21 128.05 -28 -46 -23 23 卡马西平 Carbamazepine 298-46-4 237.00 194.05* -27 -21 -21 193.05 -26 -35 -18 24 脱氢硝苯地平 Oxidized Nifedipine 67035-22-7 344.85 284.05* -18 -29 -17 268.10 -17 -30 -26 25 格列本脲 Glyburide 10238-21-8 494.00 369.00* -14 -16 -23 168.90 -15 -37 -28 *表示定量离子 结果与讨论 2.1在线 SPE 大体积进样系统原理介绍 岛津在线 SPE 大体积进样系统配有大体积进样专用自动进样器、带有低压梯度比例阀的输液泵、切换阀和超高效液相系统。该系统配置简单，大体积进样系统与超高效液相系统方便切换。该系统工作时，采用双 SPE 柱交替使用模式，带有低压梯度比例阀的输液泵用于完成样品溶液推送上样、SPE 柱的清洗和平衡，富集样品后的 SPE 柱与超高效液相分离柱串联，利用流动相完成样品的解吸和分离。通过十通阀位置的切换，两根 SPE 柱分别与超高效液相柱串联，交替使用，大大提高了样品的分析效率。 图2在线SPE大体积进样系统工作原理图 2.2色谱图 图3225种目标分析物在超纯水中色谱图(目标物浓度1-150 ng/L之间) 2.3线性曲线 用0.1%氨水水溶液配制 PPCPs 混合标准溶液，并加入内标溶液。双柱交替进样，得到标准曲线，如表2所示。将标准曲线最低点连续重复进样7次，计算7次进样的浓度偏差，按照下面公式计算检出限 (LOD)， 定量限(LOQ)以四倍检出限计算。 DL——方法检出限； "(n-1，0.99)——自由度为n-1，置信度为99%是的t分布，n=7时，该值为3.143； S -n次平行测定的标准偏差。 表2线性曲线和检出限 NO. 化合物 保留时间 线性范围 线性方程 相关系数 准确度(%) LOD LOQ (ng/L) (r) (ng/L) (ng/L) 1 可替宁 4.546 1-400 Y=(0.682507)X+(0.0901129) 0.996 86.4%-117.0% 0.245 0.980 2 沙丁胺醇 5.151 0.2-400 Y=(0.383036)X+(0.00555213) 0.997 92.7%-117.0% 0.048 0.192 3 阿替洛尔 5.199 0.5-200 Y=(0.252278)X+(0.0111544) 0.997 91.9%-111.1% 0.060 0.242 4 西咪替丁 5.212 0.4-400 Y=(0.153545)X+(0.000925469) 0.997 94.8%-112.7% 0.091 0.362 5 雷尼替丁碱 5.256 0.4-200 Y=(0.396065)X+(-0.00897470) 0.998 92.0%-110.9% 0.077 0.308 6 舒必利 5.541 0.04-20 Y=(1.35707)X+(0.00460509) 0.999 93.3%-105.6% 0.0066 0.027 7 卡巴克络 5.960 0.4-400 Y=(0.151922)X+(0.000284581) 0.998 91.4%-111.1% 0.098 0.394 8 可待因 6.084 1-200 Y=(0.154871)X+(0.00644419) 0.997 90.4%-112.1% 0.182 0.728 9 林可霉素 6.485 0.1-40 Y=(2.15117)X+(0.00949599) 0.999 94.2%-109.7% 0.017 0.067 10 噻菌灵 6.541 0.4-400 Y=(1.10264)X+(0.0174344) 0.999 94.7%-104.4% 0.077 0.309 LCMSMS-344 11 哌仑西平 6.609 0.02-4 Y=(2.37457)X+(0.000783290) 0.999 94.2%-107.2% 0.0043 0.017 12 甲氧苄胺嘧 啶 6.726 0.1-40 Y=(0.0714678)X+(0.000558835) 0.998 92.4%-108.9% 0.020 0.079 13 培氟沙星 6.813 0.5-200 Y=(7.93679)X+(0.0238180) 0.999 91.0%-108.7% 0.123 0.491 14 环丙沙星 6.879 1-400 Y=(3.38886)X+(0.0219770) 0.999 90.9%-101.1% 0.204 0.818 15 卡巴多 6.914 1.5-600 Y=(0.0551415)X+(-4.59115e-005) 0.998 92.8%-116.3% 0.261 1.044 16 奥美普林 6.923 0.5-200 Y=(1.47535)X+(0.0240228) 0.999 94.1%-105.0% 0.123 0.493 17 恩诺沙星 7.049 0.5-200 Y=(0.0155146)X+(2.94308e-005) 0.998 94.8%-111.0% 0.114 0.456 18 克林沙星 7.343 2-400 Y=(0.0504226)X+(0.00102528) 0.998 93.5%-110.4% 0.467 1.869 19 双氟沙星 7.363 0.2-40 Y=(0.0190061)X+(0.000286421) 0.997 90.4%-115.4% 0.057 0.228 20 安替比林 7.412 0.2-400 Y=(0.663589)X+(0.00995049) 0.997 87.5%-111.5% 0.038 0.153 21 司帕沙星 7.427 0.5-200 Y=(0.285761)X+(0.0103832) 0.997 91.0%-110.1% 0.098 0.394 22 乙胺嘧定 8.078 0.2-400 Y=(0.657840)X+(0.00878406) 0.997 88.2%-113.3% 0.041 0.165 23 卡马西平 9.305 0.01-4 Y=(4.06872)X+(0.00290752) 0.998 93.3%-108.3% 0.0025 0.010 24 脱氢硝苯地 平 9.952 0.1-40 Y=(1.39240)X+(0.00642074) 0.999 94.5%-105.5% 0.020 0.080 25 格列本脲 11.086 0.2-100 Y=(0.273519)X + (0.000234075) 0.999 96.0%-110.1% 0.038 0.150 2.4重复性 用0.1%氨水水溶液配制低、中、高三个不同浓度 PPCPs混合标准溶液，连续进样6针，计算目标化合物的峰面积和保留时间相对标准偏差(RSD%)。结果如表3所示，目标化合物的保留时间和峰面积的相对准偏差在 0.02%-1.03%和1.26%-10.57%之间，仪器重复性良好。 表33仪器重复性考察结果(n=6) 浓度 保留 峰面积 浓度 保留 峰面积 浓度 保留 峰面积 NO. 化合物 时间 时间 时间 (ng/L) RSD/% (ng/L) RSD/% (ng/L) RSD/% RSD/% RSD/% RSD/% 1 可替宁 2 0.07 5.01 10 0.07 1.72 200 0.07 3.55 2 沙丁胺醇 1 0.24 5.23 5 0.08 4.41 100 0.25 2.90 3 阿替洛尔 0.49 7.75 5 0.20 2.76 100 0.36 5.13 4 西咪替丁 2 0.41 5.32 10 0.13 5.04 200 0.31 4.19 5 雷尼替丁碱 2 1.03 5.88 10 0.34 4.89 200 1.18 4.53 6 舒必利 0.2 0.39 7.99 1 0.31 2.68 20 0.39 1.34 7 卡巴克络 2 0.39 7.55 10 0.22 5.01 200 0.17 3.31 8 可待因 2 0.15 5.04 10 0.07 3.07 200 0.10 3.01 9 林可霉素 0.2 0.11 4.04 1 0.06 3.34 20 0.08 1.80 10 噻菌灵 2 0.12 4.34 10 0.04 2.76 200 0.06 1.26 11 哌仑西平 0.02 0.18 9.25 0.1 0.05 7.38 2 0.07 2.85 12 甲氧苄胺嘧啶 0.2 0.18 9.83 1 0.06 4.54 20 0.05 1.61 13 培氟沙星 1 0.20 9.69 5 0.05 1.43 100 0.04 6.91 14 环丙沙星 2 0.25 7.01 10 0.15 7.68 200 0.03 5.39 15 卡巴多 3 0.22 5.94 15 0.07 5.41 300 0.07 1.61 16 奥美普林 1 0.09 8.07 5 0.06 3.72 100 0.05 2.20 17 恩诺沙星 1 0.15 8.84 5 0.08 5.88 100 0.04 2.19 18 克林沙星 2 0.15 5.37 10 0.06 6.47 200 0.06 2.38 19 双氟沙星 0.2 0.12 7.10 1 0.05 9.49 20 0.06 6.33 20 安替比林 2 0.12 5.55 10 0.04 5.70 200 0.06 1.82 21 司帕沙星 1 0.15 10.57 5 0.07 5.55 100 0.07 3.28 22 乙胺嘧定 2 2.5加标回收 分别取一定体积的超纯水、桶装饮用水矿泉水1、矿泉水2和自来水样品，按上述方法制备样品，再加入标准溶液，浓度分别为线性范围内的低、中、高三个浓度，进样分析(n=4)，并计算重复性和加标回收率。结果如表4所示，五种基质中加标回收率在 62.0%-147.4%之间。 2.6实际样品测试 使用该方法，分别测试了桶装饮用水、矿泉水1、矿泉水2和饮用自来水样品，其中桶装饮用水、矿泉水1、矿泉水2均为未检出上述化合物，自来水中检出了可替宁、噻菌灵和卡马西平，检测结果请见表5。 LCMSMS-344 图4自来水中检出目标物色谱图 表5 自来水样品检测结果(n=4) 化合物 Conc.(ng/L) RSD/% 可替宁 14.957 1.54 噻菌灵 0.353 6.63 卡马西平 0.207 1.33 结论 本文使用岛津在线固相萃取分析系统和三重四极杆质谱 LCMS-8045 联用建立了饮用水中 PPCPs残留的定量检测方法。该系统采用在线 SPE 富集，将样品前处理、分离、定性定量分析结合在一起，配合串联质谱检测，可以大大简化样品前处理、保证检测结果的准确性。该方法在18 min 内完成上样、解吸、分离和检测，有较好的重复性、回收率和较宽的线性范围，能够有效的检测饮用水中 PPCPs 残留。 表4五种样品加标回收率 加标 NO. 化合物 加标浓度3回收率/% 加标 加标浓度1回收率/% 加标 加标浓度2回收率/% 加标 桶装饮用水 矿泉水 矿泉水2 可替宁 浓度 超纯水 桶装饮 矿泉水 矿泉水 自来水 浓度 超纯水 桶装饮 矿泉水石矿泉水 自来水 浓度 超纯水 自来水 (ng/L) 用水 1 2 (ng/L) 用水 1 2 (ng/L) 2 沙丁胺醇 2 130.1 121.6 113.3 119.1 62.9 10 110.6 115.3 101.0 101.9 68.7 200 103.0 86.6 90.6 93.0 80.4 3 95.4 99.7 100.0 阿替洛尔 1 113.9 109.9 117.9 113.0 117.3 5 104.6 104.0 106.1 103.9 104.7 100 94.3 99.6 4 84.7 95.3 96.3 西咪替丁 1 96.6 97.8 101.0 101.9 113.6 5 110.8 95.0 103.8 108.3 111.4 100 90.2 106.9 5 93.3 94.6 96.7 雷尼替丁碱 2 128.4 111.1 111.3 106.9 107.7 10 121.3 102.2 100.4 98.2 99.5 200 115.5 89.8 6 86.2 91.2 97.7 舒必利 2 102.2 95.2 105.3 108.4 113.4 10 104.7 85.8 89.3 94.1 102.3 200 103.0 107.8 7 97.4 89.9 92.4 卡巴克络 0.2 102 90.9 82.8 79.0 97.8 1 101.6 85.9 82.1 83.9 92.8 20 104.8 106.4 8 135.2 110.1 119.5 可待因 2 118.8 127.7 111.2 108.6 127.7 10 126.9 127.9 95.3 119.6 119.8 200 111.8 128.4 9 林可霉素 95.4 109.8 111.7 2 107.3 115.0 130.5 136.7 107.3 10 114.3 107.7 121.0 137.0 114.8 200 89.3 102.1 10 噻菌灵 92.0 87.8 110.9 0.2 104.9 84.1 81.2 98.9 71.2 1 109.3 91.0 88.0 110.7 75.5 20 100.9 79.5 11 哌仑西平 102.8 99.7 102.2 2 113.3 115.2 113.7 111.0 86.1 10 102.9 102.1 100.4 102.3 94.1 200 100.1 97.3 12甲氧苄胺嘧啶 0.02 107.8 70.0 106.6 129.4 112.6 0.1 89.8 89.5 106.0 123.7 88.8 106.6 115.1 107.6 根据化合物在SPE柱的保留，PPCPs化合物的上样条件分为酸性（0.1%甲酸水溶液）和碱性（0.1%氨水溶液）。本方法选择酸性条件上样，采用MRM扫描模式，共分析39种PPCPs化合物，用时17min完成样品在线富集和分离分析过程。