水和果汁中痕量有机污染物检测方案(液相色谱仪)

作者 E. Michael Thurman 和 Imma Ferrer 环境质谱分析中心 环境工程系 科罗拉多大学 科罗拉多州波尔得 美国 Jerry A. Zweigenbaum 安捷伦科技有限公司 美国 使用在线固相萃取富集水和果汁中的痕量有机污染物 应用简报 环境与食品 摘要 使用 Agilent Flex Cube 解决方案并采用三重四极杆质谱检测，开发出了用于环境水样和果汁中痕量有机污染物(药物和农药)定性和定量分析的在线固相萃取 (SPE)方法。在聚合物上预浓缩了少量体积(900uL)的样品。本文展示并讨论了实际样品中用于线性、回收率和检测限的在线 SPE系统的分析性能数据。回收率在41%至115%之间。方法检测限在1 ng/L至500 ng/L的范围内。 手动 SPE 方法的自动化具有许多优势，例如，对于操作者来说这种方法更加健康安全，同时可以改进分析结果、节省费用。使用在线 SPE 可以自动化完成手动 SPE方法，能够实现从包含有害物质的环境水样以及有机洗脱溶剂中分离目标分析物。同时也消除了手动方法中操作者因反复操作 SPE 引起怠倦状态而引入的常见错误。此外，还能实现过夜运行，最大程度地利用样品前处理时间。由于在手动 SPE 和溶剂处理中会有样品损失，在线 SPE最重要的优势是能够最大程度提高分析物的回收率。 本应用简报展示了如何自动化 SPE方法以用于包含农药、药物的环境水样和含有农药的果汁样品的分析。 SPE 在水样分析中的重要性肇始于二十世纪80年代早期，因为当时需要使用现代的 GC/MS和LC/MS仪器将检测浓度由 pg/L 降低到 ng/L。通常需使用真空歧管通过手动 SPE 方法得以完成。通过该系统可以将水样手动添加到活化小柱中，然后洗脱到试管中，再在氮气气氛下蒸发。最后，将萃取液转移至样品瓶中用于 LC/MS分析。即使是非常小心的操作，样品前处理的多个步骤也会造成约10%的样品损失。此外， SPE 小柱的不完全洗脱也可能会损失样品。这两个问题都可以通过在线 SPE 得以解决。这是因为样品和LC/MS系统在同一路中，并且洗脱溶液与运行色谱仪使用的溶剂相同。这意味着在线 SPE 色谱柱能处理大体积样品，并使得小柱的洗脱效率更高。果汁分析需要对小体积(例如，1mL)样品进行分析。由于处理的样品体积较小，手动方法很难对其进行分析，而自动 SPE却能轻松克服。基于以上原因，在线 SPE 成为这两种应用的不二之选。 实验部分 标准品与试剂 校交标样(最高纯度)购自 Cerilliant 和 AccuStandards 公司。制备1-1000 ng/L浓度范围的校准标样溶液。标记的替代内标物卡马西平d-10 购自 Cambridge Isotopes 公司。使用的所有溶剂均达到最高纯度。农药级水、甲醇和乙腈购自 Burdick &Jackson 公司。 ( 仪器 ) ( Agilent 1290 Infinity 系列在线解决方案系统包括： ) ( 带内部脱气机的 Agilent 1290 Infinity 二元泵 (G4220A) ) ( Agilent 1260 Infinity 标准自动进样器，配有900pL定量环 (G1329B #020) 和恒温器 (G1330B) ) ( 带2位/10通阀 (G4232C) 的 Agilent 1290 Infin i ty Flexible Cube (G4227A) ) ( Agilent 1290 Infinity 柱温箱 (G1316C) ) ( 使用配备安捷伦喷射流技术的 Agilent 6460 三重四极杆液质联用 系统进行质谱检测。 ) 不同模块的示意图如图1所示。本系统使用两个小柱，一个用于上样，另一个用于洗脱，从而最大程度缩短了总分析时间。 表 1给出了1290 Infinity Flexible Cube 和液质联用系统的分析操作条件 表1. 在线 SPE 条件Agilent 1290 Infinity Flexible Cube (900pL 计量头) 图1. 在线过程示意图 在线 SPE 小柱 PLRP-S， 4.6×12.5mm (部件牛5982-1270) 温度 25°C 进样量 900 pL 进样吸取速度 1000 pL/min 注射样品速度 1000 pL/min 吸取位置 0.5 mm 流速 1 mL/min 溶剂 A1)水 A2)甲醇 B2)乙青 活化小柱 2mL甲醇 4mL 水 清洗小柱 2 mL 乙腈 高效液相色谱条件 分析柱 Agilent ZORBAX Eclipse XDB C8色谱柱 150×4.6 mm， 3.5pm (部件号963967-906) 温度 25°C 流动相 A) 水 (0.1%乙酸) B)乙青 流速 0.6 mL/min SPE 色谱柱的洗脱梯度 时间 (min) A B 0 90% 10% 2 90% 10% 10 0% 100% 12 0% 100% 质谱条件 采集参数 动态MRM 模式 鞘气温度 350°℃ 鞘气流速 11 L/min 干燥气温度 250 °C 干燥气流速 10 L/min 雾化器压力 45 psig 喷嘴电压 正压0V；负压1500V Vcap 3，500 V 电子增倍器电压(EMV) 正压200V；负压400V 样品前处理 地表水样品取自污水处理厂下游。样品中添加了 80 ng/L卡马西平d-10替代标样，并经0.2 um 注射式过滤器过滤。将6mL每种样品分别移入6mL样品瓶中。用同样的方式过滤6mL果汁样品(柠檬汁和果汁)，并采用在线 SPE 系统进行分析。 该在线系统显示，当样品上样至一根色谱柱时，另一根色谱柱就会进行洗脱，因此每个样品的总分析时间可缩短在12 min 以内。 分析参数 表2列出了本次分析的所有分析物的 MRM 离子对。每个化合物采用两个离子对(如有)用于正确鉴定污染物。 WorkList MethodEdior|5smple Run 图2.SPE 阀功能截图 表2. 用于所有分析物研究的 MRM ESI分析参数 保留时间 结果与讨论 在线 SPE 性能 表3给出了地表水样品中分析物的回收率。除了吉非罗齐和三氯蔗糖外，大多数分析物都获得了令人满意的回收率。吉非罗齐是疏水化合物，可能不能从聚合物柱上完全洗脱。相反，三氯蔗糖本身具有极性，可能会从吸附剂中流过。其他固定相如 C-18或离子固定相或许是分析这两类化合物的理想选择。所有其他化合物的回收率都很高。因此，该方法可以用于受污水影响的地表水分析。 表3. 在 PLRP-S 小柱上预浓缩 900pL样品后的回收率 回收率% 88 10 102 5 98 5 咖啡因 102 5 卡马西平 88 5 甲红霉素 107 5 可铁宁 114 5 DEET 82 10 二嗪农 96 地尔硫卓 115 5 苯海拉明 114 2 敌草隆 79 10 氟啶草酮 96 5 吉非罗齐 35 50 拉莫三嗪 96 10 美托洛尔 110 5 心得安 109 5 三氯蔗糖 41 500 新诺明 83 10 绿草定 79 10 甲氧苄啶 104 5 表3列出了地表水样品中所有化合物的检测限(LOD)。这些 LOD也将确证的离子对计算在内。研究的化合物不同，其 LOD 会有变化。对一些分析物的灵敏度高达1 ng/L。大部分化合物都可以在10ng/L或更低的浓度检出。 校准曲线的浓度范围为1ng/L至1000ng/L，展现了良好的线性。图3显示了水中最常检测的药物卡马西平的示例。图3也给出了浓度为5 ng/L 的离子对的检测结果。 图3. 地表水样品中卡马西平的定量结果和线性曲线 图4显示了受污水影响的地表水对应的色谱图。检测到了该样品中的12种低浓度分析物。 图4.对在科罗拉多采集的地表水样品进行 LC/MS/MS分析 还使用该方法分析了两种果汁样品(柠檬汁和水果混合饮料)。在正离子模式下检测了柠檬汁样品中的多菌灵和抑霉唑，如图5所示。该方法能够通过最少的样品前处理实现饮料中农药的快速检测。但是，该基质容易污染在线 SPE小柱，因此在常规使用中需要对样品进行稀释。本研究未对果汁的分析进行优化。 结论 本应用简报展示了自自化在线 SPE 是一款可用于环境水样中痕量农药和药物分析的有力工具。几种小体积果汁样品(小于1mL)可通过在线 SPE LC/MS 轻松进行分析。然而要将果汁在线方法常规化还需要进行额外的样品调节。 Agilent 1290 Infinity FlexibleCube 与 Agilent 1260 Infinity 标准自动进样器组合使分析物进行在线 SPE 和色谱分析的同时在另一根小柱上进行上样。因此，在样品前处理中充分利用了时间。恰当的清洗和洗脱技术使同一根SPE 小柱在更换前可用于多种应用。 更多信息 这些数据代表典型结果。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/chem/cn www.agilent.com/chem/cn 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。 C安捷伦科技(中国)有限公司，2014 2014年6月9日，中国印刷 5991-4562CHCN Agilent Technologies 摘要使用Agilent Flex Cube 解决方案并采用三重四极杆质谱检测，开发出了用于环境水样和果汁中痕量有机污染物（药物和农药）定性和定量分析的在线固相萃取(SPE) 方法。在聚合物柱上预浓缩了少量体积(900 μL) 的样品。本文展示并讨论了实际样品中用于线性、回收率和检测限的在线SPE 系统的分析性能数据。回收率在41% 至115% 之间。方法检测限在1 ng/L 至500 ng/L 的范围内。前言手动SPE 方法的自动化具有许多优势，例如，对于操作者来说这种方法更加健康安全，同时可以改进分析结果、节省费用。使用在线SPE 可以自动化完成手动SPE 方法，能够实现从包含有害物质的环境水样以及有机洗脱溶剂中分离目标分析物。同时也消除了手动方法中操作者因反复操作SPE 引起怠倦状态而引入的常见错误。此外，还能实现过夜运行，最大程度地利用样品前处理时间。由于在手动SPE 和溶剂处理中会有样品损失，在线SPE 最重要的优势是能够最大程度提高分析物的回收率。本应用简报展示了如何自动化SPE 方法以用于包含农药、药物的环境水样和含有农药的果汁样品的分析。SPE 在水样分析中的重要性肇始于二十世纪80 年代早期，因为当时需要使用现代的GC/MS和LC/MS 仪器将检测浓度由μg/L 降低到ng/L。通常需使用真空歧管通过手动SPE 方法得以完成。通过该系统可以将水样手动添加到活化小柱中，然后洗脱到试管中，再在氮气气氛下蒸发。最后，将萃取液转移至样品瓶中用于LC/MS 分析。即使是非常小心的操作，样品前处理的多个步骤也会造成约10% 的样品损失。此外，SPE 小柱的不完全洗脱也可能会损失样品。这两个问题都可以通过在线SPE 得以解决。这是因为样品和LC/MS 系统在同一路中，并且洗脱溶液与运行色谱仪使用的溶剂相同。这意味着在线SPE 色谱柱能处理大体积样品，并使得小柱的洗脱效率更高。果汁分析需要对小体积（例如，1 mL）样品进行分析。由于处理的样品体积较小，手动方法很难对其进行分析，而自动SPE 却能轻松克服。基于以上原因，在线SPE 成为这两种应用的不二之选。结论本应用简报展示了自动化在线SPE 是一款可用于环境水样中痕量农药和药物分析的有力工具。几种小体积果汁样品（小于1 mL）可通过在线SPE LC/MS 轻松进行分析。然而要将果汁在线方法常规化还需要进行额外的样品调节。Agilent 1290 Infinity Flexible Cube 与Agilent 1260 Infinity 标准自动进样器组合使分析物进行在线SPE 和色谱分析的同时在另一根小柱上进行上样。因此，在样品前处理中充分利用了时间。恰当的清洗和洗脱技术使同一根 SPE 小柱在更换前可用于多种应用。