GCMSMS法结合顶空进样捕集模式测定水中9种苯系物

 本方法采用岛津GCMS-TQ8040 NX结合HS-20NX 捕集模式检测水体中9种苯系物，在1-100 ng/mL浓度范围内标准曲线线性良好，相关系数均在0.999以上。1 ng/mL标准品溶液顶空进样6针，峰面积RSD均小于6 %。与定量环模式相比，捕集模式具有更高的灵敏度，能更有效地监测水体中9种苯系物的含量。SSL-CA23-021Excellence in Science Excellence in ScienceGCMSMS-262 GCMSMS 法结合顶空进样捕集模式测定水 中9种苯系物 GCMSMS-262 摘要：本文使用岛津 GCMS-T Q 8040 NX结合 HS-20 NX 捕集模式分析水中9种苯系物的含量。结果表明，使用捕 集 模式分析，9种苯系物线性良好，校准曲线最 低 点重复性 RSD 均低于6%，其峰 面 积比采用定量环模 式更高。因此采用捕集模式，可以大大提高水 中 9种苯系物 测 定的分析检 测 灵敏度。 关键词：气相色谱-三重四极杆质谱联用仪顶空进样捕集模式苯系物 技术特点： *捕集模式相较于定量环模式具有更低的检测 限 。 苯系物是苯及其衍生物的总称，其来源广，易挥发，毒性大，能对人体产 生 直接危害 。现已被列入我国水环 境优先控制污染物黑名单 。因此准确测定苯系物对环境 的保护具有重要意义。 苯系物常规 的 色谱分析手段 是 通 过直接液体进样 方式分析。但此方法由于检出限较高，一般适用于工业 废水中苯系物的检测。而 顶空进样方式是将水中的挥发 性组分分离出来，可以避免非挥发 性 组分的 干 扰，在检 测 苯系物时具有较高的灵敏度。 传统的顶空进 样 模式为定量环模式(Loop)。在分 析条件一定的情 况 下，定量环容积决定了峰面积的大小， 实验部分 1.1仪器 要在分析过程中进一步提高灵敏度较为困难。 岛津顶空进样器 HS-20 NX搭载岛津特有的捕集模 式 (Trap)，，可以将顶空挥发出来的物质通过设置多元进 样次数多次进样，在低温捕集阱冷凝富集 ，再通过加热 脱附的方式达至提高检测灵海度的效果。 本文考察岛津 GCMS-TQ8040 NX气相色谱串联质 谱联用仪结合HS-20 NX 顶 空进 样 器捕 集 模式，建立一 种分析水体中9种苯系物的检测方法，并考察了线性范 围 、检出限和重 复 性等方法学参数，同 时与 HS-20 NX 顶空进样定量环模式就峰 面 积响应进行比较。 GCMS -TQ8040 NX 气相色谱-三重四极杆质谱联用仪 1.2分析条 件 表1 苯 系物分析条件 HS-20 NX 捕集模式参数 HS-20 NX 定量环模式参数 GCMS 参数 (Loop 和 Trap 模式通用) 恒温炉温度：75℃ 恒温炉温度：75℃ 色谱柱： SH-Stabilwax (30 m×0.25 mm×0.25 um) 样品流路温度：95℃ 样品流路温度：95℃ 柱温程序：60℃(6 min)_5℃ /min_100℃ (1 min) 传输线温度：105℃ 传输线温度：105℃ 进样口温度：250℃ 进样体积：1mL 进样体积：1mL 流速控制方式：恒线速度模式 恒温时间：15 min 恒温时间：15 min 线速度：39 cm/sec 样品瓶加压用气压：76kPa 样品瓶加压用气压：76kPa 进样方式：分流进样 进样时间：1min 进样时间：1min 分流比：50：1 进样针冲洗时间：5min 进样针冲洗时间：5min 离子源温度：200℃ 捕集阱冷却温度：-20℃ 色谱质谱接口温度：230℃ 捕集阱加热温度：280℃ 检测器电压：调谐电压+0.6 kv 多元进样次数：2次 扫描方式：MRM 干吹扫用气压： 10kPa 干吹扫时间： 1min 样品前处理 取1mL的水样至顶空瓶中，压盖后上机分析。 ■结果与讨论 3.1苯系物标准溶液谱图 图 1 苯系物标准溶液质量色谱图(10ng/mL) 图 2 9种苯系物标准品溶液质量色 谱 图(1ng/mL) 表 2苯系物各 组 分信 息 NO. 中文名称 英文名称 CAS 号 保留时间 (min) 定量离子对 碰撞电压 (V) 定性离子对 碰撞电压 (V) 1 苯 Benzene 71-43-2 2.248 78.00>52.10 15 77.00>51.0078.00>63.00 1224 2 甲苯 Toluene 108-88-3 2.955 91.00>65.10 15 92.00>65.1091.00>63.10 2421 3 乙苯 Ethylbenzene 100-41-4 4.140 106.00>91.00 9 91.00>65.00106.00>65.10 1527 4 对-二甲苯 p-dimethylbenzene 106-42-3 4.277 106.00>91.00 12 91.00>65.10105.00>77.10 1512 5 间-二甲苯 m-dimethylbenzene 108-38-3 4.407 106.00>91.00 12 91.00>65.10106.00>65.20 1227 6 异丙苯 Isopropylbenzene 98-82-8 5.160 120.00>105.10 9 105.00>77.10105.00>79.10 159 7 邻-二甲苯 o-dimethylbenzene 95-47-6 5.554 106.00>91.10 18 91.00>65.10106.00>65.10 1227 8 正丙苯 Propylbenzene 103-65-1 6.251 91.00>65.10 12 120.00>91.10120.00>65.00 930 9 苯乙烯 Styrene 100-42-5 8.051 104.00>78.10 12 103.00>77.0078.00>52.10 1218 3.2标准曲线和检出限 使用纯水分别配制浓度为1、5、10、20、50、100 ng/mL的苯系物标准溶液，取1mL标准溶液加入顶空 进样瓶进样(捕集模式)，以浓度为横坐标，峰面积为纵坐标做标准曲线，各组分标准曲线如图3所示。根据 1 ng/mL标样的数据，以3倍信噪比计算9种苯系物方法检出限，各化合物检出限以及线性相关系数如表3所示。 Conc. (ng/mL) 图3 苯系物各组 分 标准曲线 表3 各 组 分相关系数及检 出 限 NO. 组分名称 相关系数(R) 检出限(ng/mL) 1 苯 0.9997 0.021 2 甲苯 0.9999 0.012 3 乙苯 0.9996 0.030 4 对-二甲苯 0.9992 0.027 5 间-二甲苯 0.9997 0.023 6 异丙苯 0.9997 0.007 7 邻-二甲苯 0.9997 0.019 8 正丙苯 0.9997 0.033 9 苯乙烯 0.9997 0.011 3.3重复性实验 取浓度为1 ng/mL标准溶液1mL于顶 空 瓶中，连续进样6次(捕集模式)，考察仪器的重复性，测 定结 果见表4。 表4 各组分重复性结果 No. 化合物名称 峰面积 RSD(%) 1 2 3 4 5 6 1 苯 24175 27620 24827 24390 25690 24041 5.41 2 甲苯 46944 52216 47926 47395 49649 46382 4.48 3 乙苯 43835 49283 45778 45963 46453 43542 4.53 4 对-二甲苯 44819 50465 45566 47160 48481 45481 4.60 5 间-二甲苯 48230 52305 49852 49085 50097 47029 3.64 6 异丙苯 43821 49419 46247 46185 47362 44071 4.53 7 邻-二甲苯 38689 42629 39800 39893 40782 38510 3.79 8 正丙苯 43604 49472 46283 45979 46520 43626 4.75 9 苯乙烯 38641 42266 37908 38823 39802 38010 4.15 3.4捕集模式和定量环模式灵敏度对比 取1 ng/mL的苯系物标准溶液1mL分别采用顶空捕集模式(多元进样次数为2次)和定量环模式 下 进行分析，取峰面积平均值作柱状图，各组分峰面积比较见图4，结果显示捕集模式各组分平均峰面积明显高于定量环模式，因而检出限更低。 图 4 浓度1 ng/mL的苯系 物 各组分在捕集模式和定量环模式下的 平 均 峰 面积比较 ■结论 本方法采用岛津 GCMS-TQ8040 NX 结合 HS-20NX 捕集模式检测水体中9种苯系物，在1-100 ng/mL浓度 范围内标准曲线线性良好，相关系数均在 0.999 以上。1 ng/mL标准品溶液 顶 空进样6针，峰面 积 RSD 均小于 6%。与定量环模式相比，捕集模式具有更高的灵敏度，能更有效地监测水体中9种苯系物的含量。 岛津应用云