饮用水中个人护理用品（PPCPs）检测方案(液质联用仪)

2 药物和个人护理用品(PPCP)是一类新兴的环境污染物，包括人用和兽用处方药及非处方药、防晒霜、乳液、肥皂和驱虫剂。这些常见物质可以通过各种渠道进入环境中，包括城市污水、受污染的地下水、地表水，甚至饮用水。1-3废水处理厂通常不具备去除PPCP 的合适设 备。3 鉴定和量化饮用水中存在的化学污染物是一个日益受到关注的领域，因为人们目前尚不了解长时间低浓度 PPCP及混合物暴露的影响。2.3 PPCP 检测面临的一大分析难题是饮用水中可能存在多种 PPCP， 且它们的浓度往往只有PPT级 (ng/L)。4.5因此，开发一种能够在有效色谱分离和最佳分析物灵敏度之间取得平衡的最佳分析方法是一项艰巨的任务。根据以往的经验，这通常需要根据主要待测物种类来进行取舍。 用于测定 PPCP 的传统分析方法的前处理方法为复杂且耗时的固相萃取(SPE)， 要求在通过 LC/MS/MS 进行分析之前，必须准备大量样品(通常为1升)，以达到所需的检出限。3，6，7本文展示了通过自动在线固相萃取法与超高效液相色谱一串联质谱 (UHPLC-MS/MS)法联用，对饮用水中浓度在低 PPT级的十二种 PPCP 进行预富集、分离、检测和定量。 使用本文所述自动化方法，能够显著、有效地进行分析物浓缩，从而省略复杂且耗时的样品前处理程序，进而提高效率并减少溶剂使用量和实验室废弃物产生量。相比其他方法，本文所述方法因为经过富集，所以不再需要准备大量样品来达到苛刻的检出限。 实验 软/硬件 使用与 QSight 220 串联质谱联用的 PerkinElmer QSightSP50 在线固相萃取系统对分析物进行自动在线预富集/富集和色谱分离，所有仪器控制、分析和数据处理均使用Simplicity 3QTM 软件平台进行。 在线固相萃取通过自动进样器中的两个附加六通阀和一个高压分液器(HPD)完成。根据图1，阀A用于固相萃取，而阀B实现从直接进样到在线固相萃取模式的灵活切换。系统配置有一根 10 uL不锈钢针、一个1mL定量环、一个1mL注射器和一个2mL 缓冲管。活化和平衡溶剂通过 HPD输送，两种溶剂在通过固相萃取柱时被引导至废液。然后，使用自动进样器注射器将样品吸入定量环中，随后通过萃取的溶剂从定量环转移至固相萃取柱。然后，使用液相色谱梯度将分析物从固相萃取柱上洗脱至分析柱上。不需要采取单独的固相萃取洗脱步骤，因为集中在固相萃取柱上的分析物作为色谱分离操作的一部分将被直接洗脱至分析柱上。 图1. QSight@ SP50 在线固相萃取 (SPE) P系统示意图。 就该方法而言，样品富集是通过3×1000-uL 重复进样过程将总计3mL的样品加载到固相萃取柱上来完成的。该方法的固相萃取参数如表1所示。 使用能够容纳10mL样品瓶的24位进样器 (N9300922)。 方法参数 固相萃取、液相色谱和串联质谱方法参数如表1-4所示。 步骤 步骤类型 溶剂1(mL) 溶剂2(mL) 样品(mL) 1 洗脱/活化 2.01.5 mL/min 2 平衡 - 2.01.5 mL/min 3 进样至1-mL环内 - - 1.5* 4 进样至固相萃取柱上 - 1.25 1.0 mL/min 5 进样至1-mL环内 - - 1.5* 6 进样至固相萃取柱上 1.251.0mL/min - 7 进样至1-mL环内 1.5* 8 进样至固相萃取柱上 - 1.25 1.0 mL/min - *固相萃取柱上的总进样量为3.0mL (使用固定环进样模式时，吸入的4.5mL样品中， 有1.5mL样品会被浪费掉)。 表2.液相色谱法参数。 步骤 时间 分钟) 流速 (毫升/分钟) %A %B 1 0.0 0.6 100 0 2 2.0 0.6 60 40 3 7.0 0.6 3 97 4 7.5 0.6 100 0 5 11.0 0.6 100 0 表3.串联质谱法参数。 化合物 ESI 模式 保留时间(分钟) Time-Managed MRM Q1母离子 Q2子离子 EV CCL2 CE 甲氧苄氨嘧啶 + 1.98 1.50-2.40 min 291.4 123.2 20 -75 -40 甲氧苄氨嘧啶* 1.98 1.50-2.40 min 291.4 110.3 20 -56 -48 依那普利 + 2.60 2.21-3.01 min 377.3 234.2 20 -76 -27 依那普利* + 2.60 2.21-3.01min 377.3 91.1 20 -124 -88 红霉素 + 2.83 2.45-3.33 min 716.8 158.2 32 -144 -40 红霉素* + 2.83 2.45-3.33 min 716.8 83.1 19 -132 -70 磺胺甲恶唑 + 2.93 2.45 -3.33 min 254.3 92.2 20 -56 -46 磺胺甲恶唑* + 2.93 2.45-3.33 min 254.3 108.2 20 -56 -46 氟苯氧丙胺 + 3.01 2.64 -3.44 min 310.4 44.5 20 -56 -48 酰胺咪嗪 + 3.37 2.97-3.87 min 237.2 193.3 25 -55 -49 酰胺咪嗪* + 3.37 2.97-3.87 min 237.2 179.2 25 -56 -50 苯妥英 + 3.41 2.97-3.87 min 253.2 182.1 20 -56 -25 苯妥英* + 3.41 2.97-3.87 min 253.2 104.1 20 -100 -50 萘普生 + 4.23 3.83-4.63 min 231.2 185.1 10 -56 -20 萘普生* + 4.23 3.83-4.63 min 231.2 170.1 10 -60 -35 安定 4.51 4.12-4.92 min 285.3 154.1 20 -96 -38 安定* + 4.51 4.12-4.92 min 285.3 193.2 20 -108 -43 双氯芬酸 + 5.07 4.67-5.47 min 296.1 214.2 15 -84 -47 双氯芬酸* + 5.07 4.67-5.47 min 296.1 250.0 15 -60 -19 二甲苯氧庚酸 - 5.69 5.30-6.10 min 249.0 121.0 -5 36 20 二甲苯氧庚酸* - 5.69 5.30 - 6.10 min 249.0 127.1 -5 32 13 三氯生 - 6.17 5.79-6.60 min 286.9 35.1 -5 100 90 表4.串联质谱离子源参数 参数 值 电离模式 ESI；正/负 干燥气体 120 HSID 温度(℃) 250 雾化气体 200 电喷雾电压(V) 5000/-4850 离子源温度 390 检测模式 Time-Managed MRM 溶剂、标样和样品 所有溶剂均为液相色谱-质谱级。PPCP标样(列于表3中)的采购情况如下所示：药品混合物1和2购自宾夕法尼亚州贝尔丰特的 Restek；安定和苯妥英购自得克萨斯州朗德罗克的 Cerilliant；依那普利和双氯芬酸购自威斯康辛州密尔沃基的 Sigma-Aldrich@Inc.。 使用甲醇将依那普利和双氯芬酸制 备成1mg/mL标准储备液并储存在冰箱中。 使用甲醇将储备液稀释至1 ppm， 并使用 95：5的水/甲醇溶液进一步稀释至1ppb标准工作液。然后，使用甲酸(体积比0.1%)酸化标准溶液，并让其在室温下静置2小时以稳定。然后，通过使用95：5 的水/甲醇溶液作为稀释剂，对标准溶液进行连续稀释，以制备校准溶液。所有分析物的校准水平介于1至250 ppt之间。 收集两个自来水样品和三个瓶装水样品，用甲酸(体积比0.1%)酸化，并让其在室温下静置2小时以稳定。使用 0.22um尼龙滤头过滤样品。所有标样和样品均制备三份进行分析。 ( 图2显示了250 ppt PPCP 标准混合物的色谱分离。 ) 图2.显示 250 ppt PPCP标准混合物色谱分离的叠加 MRM 色谱图。 图3.浓度为 250 ppt 的依那普利的 MRM 色谱普。 从图3中可以看出，依那普利呈现为宽的、不均匀的峰。依那普利以顺式和反式异构体的混合物形式存在。6非高斯峰形状是由于溶液中异构体之间构象转变缓慢所致。6由于其信号强度高，图2没有显示依那普利完整峰形，以便更好地显示其他11种分析物的分离。 根据图4，发现即使在低浓度水平上，色谱重复性表现也是非常不错的(50 ppt标准混合物10针重复性叠加色谱图)。 图4.10次 50 ppt PPCP标准混合物重复进样与峰面积%RSDs 的重叠。 图5显示了选定的 PPCP的线性，其中所有分析物的R?值均高于0.99。 Concentration (ppt) Concentration (ppt 图5.依那普利、红霉素、萘普生和三氯生的线性。 图6.显示酰胺咪嗪的自来水#2三次进样的重叠 MRM色谱图(未经平滑处理)。 用于分析的样品包括来自不同来源的两份自来水样品，以及来自三个不同瓶装水品牌的样品。在这些样品中，仅发现自来水#2中含有待测分析物。酰胺咪嗪是一种用于预防和控制癫痫发作的抗癫痫药物，在自来水#2中测得的浓度为4.11ppt (图6). 结论 ( · 本研究使用与 QSight 220串联质谱检测器联用的 PerkinElmer QSight SP50 在线固相萃取系统有效且稳定 地完成 PPCP 在线固相萃取进样、色谱分离和定量。 ) ( e ，由于独特的大容量固相萃取柱和高浓缩率，本方法不需要使用大量样品，从而节省时间、提高效率、减少实验室浪费。 ) ( ● 由 于 Simplicity 3Q 软件在在线固相萃取/色谱分析过程中自动为进样做好准备，因此在线固相萃取法仅将每个样品 的分析时间延长了6.5分钟。 ) ( 作为固相萃取前处理阶段的一部分，该程序能够减小溶剂 消耗量(每个样品≤10mL)。 ) ( ● 该方法提供了出色的在线样品前处理/预富集和色谱重复性， 并 且允许大部分分析物的 LOQ 低于 1 ppt. ) 使用本文描述的方法/程序，以及很好地完成监测饮用水中低浓度 PPCP 的基本任务。 ( 参考文献 ) ( 1. 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