使用在线 SPE 富集对水中痕量有机污染物进行高灵敏度 LC/MS 定量分析

摘要

本实验开发出一种可快速、灵敏分析水中痕量有机化合物的在线 SPE 方法，该方法具有高重现性和高稳定性，且无需使用大体积样品和繁琐的萃取程序。方法报告限 (MRL) 范围为 0.10 ppt 至 15 ppt；回收率主要在 70% 至 130% 之间；大部分化合物的相对标准偏差 (RSD) 低于 10%。分析结果可与传统 SPE 方法所得到的结果相媲美。该方法还可为污水处理过程（包括进水）中的水样分析提供可靠结果。

前言

如今在水中可发现过去从未检测到的化学品，或者检测到的水平与预期可能存在显著差异。由于这些物质的存在、出现频率以及来源对人类健康和环境造成的风险尚不明确，因此通常称这些物质为引发关注的新型污染物(CEC)。本实验在水中检测到多种痕量有机物的混合物，其中某些有机物的浓度达到ng/L（万亿分之一，ppt）时即会影响水生生物。

已知一部分CEC 是内分泌干扰物，而另外一部分则会影响糖皮质激素活性，长期暴露在低剂量CEC 之下所带来的协同效应尚不明确。因此，EPA 制定了非受控污染物监控法规(UCMR) 用于评估水源中CEC 的潜在威胁。最新的UCMR3 需要监控2013 到2015 年内的30 种污染物。国家、实验室、公共给水系统都将参与评估监控、筛检调查和预筛选测试过程。

监控水源中痕量污染物的难度之一在于，检测需要充足的样品量并经过充分的样品前处理才能完成。传统分析方法在实施仪器分析之前通常需要使用1 L 水样，并对水样进行固相萃取，达到合适的萃取浓度。这些方法需要输送大量样品、花费大量的人力以及大量有机溶剂。

本应用简报描述了一种在线SPE 痕量富集方法，该方法只需要极少的样品前处理，可显著减少所需的样品量。该方法能够稳定且灵敏地检出ng/L 级痕量有机污染物。该UHPLC/MS/MS 方法使用可重复利用的聚合物固相萃取柱，该固相萃取柱在线连接到 Agilent 1290 Infinity 液相色谱系统上，而此系统将与Agilent 6460 LC/MS 三重四极杆系统联用。系统将同时使用正/负电喷雾离子源(ESI)，能够节省大量时间。多反应监测(MRM) 能够使24 种有机污染物的MRL 降至0.10 ppt，且不高于15 ppt。大部分有机物的回收率可与传统萃取技术相媲美，范围在70% 至130%，并且大部分化合物的相对标准偏差低于10%。该方法非常稳定，已用于监测污水处理过程（从入水到氯化流出物）中这些污染物的含量。

结论

使用在线SPE 能够灵敏且自动地分析水中的痕量有机物，同时节省大量的时间和人力。此外，该方法可为污水处理过程（包括入水）中的水样分析提供完全可靠的分析结果。本方法的MRL 极低，范围为0.10 ppt 至15 ppt。回收率主要处于70% 至130% 的范围内，大部分化合物的RSD 低于10%，并且结果可与传统SPE 方法所得到的结果相媲美。因此，自动化在线SPE/HPLC/MS/MS是应对各种水源中痕量有机污染物分析的理想选择，可实现高灵敏度的快速分析，提供高重现性、高稳定性的分析结果。