| 标题 | 固相萃取超高效液相色谱串联质谱法测定饮用水中15种邻苯二甲酸酯 |
| 范文 | 张海婧 胡小键 林少彬 摘要建立了饮用水中15种邻苯二甲酸酯的固相萃取超高效液相色谱串联质谱测定方法。样品经C18固相萃取柱富集，以苯基柱分离，以甲醇和水为流动相进行梯度洗脱，正离子模式下质谱多反应监测（MRM）模式检测，外标法定量。结果表明，邻苯二甲酸二丁酯在0.63～1000 μg/L，其余14种邻苯二甲酸酯在0.002～500 μg/L范围内线性关系良好，相关系数均大于0.9970。本方法对15种邻苯二甲酸酯的定量限为2.2～632 ng/L，回收率在81.3%～109%之间，RSD<14%。关键词饮用水； 邻苯二甲酸酯； 固相萃取； 超高效液相色谱串联质谱邻苯二甲酸酯（PAEs）是一类普遍使用的化学工业品，由于邻苯二甲酸酯类化合物的大量生产和广泛使用，邻苯二甲酸酯已经成为大气、土壤和水体中重要的环境污染物。邻苯二甲酸酯作为一类主要的内分泌干扰物，可在食物链中富集，在人体中产生长时间蓄积毒性作用＼[1～3＼]。基于邻苯二甲酸酯对人类及其生存环境的潜在危害，小分子量的邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯和邻苯二甲酸二丁酯等被欧盟列入“深度评估内分泌干扰作用物质列表”中＼[4＼]。我国制定的《生活饮用水卫生标准》（GB 57492006）中，规定了生活饮用水中邻苯二甲酸二（2乙基己基酯）的含量限值为0.008 mg/L＼[5＼]，但未包含其它几种邻苯二甲酸酯。目前，对邻苯二甲酸酯检测的主要分析技术为气相色谱质谱联用法＼[6～14＼]。有学者采用液相色谱串联质谱法对水体中邻苯二甲酸酯进行测定＼[15，16＼]，但是测定的邻苯二甲酸酯种类较少（6～7种），且分析时间较长（20～28 min）。张秋萍等＼[17＼]采用超高效液相色谱串联质谱法分析生活饮用水中15种邻苯二甲酸酯，提出了系统干扰空白较大的问题，但并未提出有效的解决方法。本研究采用固相萃取对样品进行前处理，超高效液相色谱串联质谱法测定饮用水中15种邻苯二甲酸酯的含量，有效地控制了邻苯二甲酸酯测定中经常出现的系统空白干扰问题，提高了方法灵敏度，缩短了分析时间。2实验部分 2.1仪器与试剂 液相色谱串联质谱联用仪： API 4000三重四极杆质谱仪（美国AB公司），配电喷雾离子源（ESI）； Acquity I Class超高效液相色谱仪（美国Waters公司）； Mettler AE 163十万分之一分析天平； Barnstead纯水机； 固相萃取装置： Supelco VISIDRY； 固相萃取柱： Bond elute C18（3 mL，0.5 g，瓦里安公司）； 捕集柱（Isolate column）： Waters公司； Scientific Industries 涡流振荡器； 氮吹仪（美国Organomation公司）。甲醇（农药残留级）； 超纯水（Barnstead所制，18.2 MΩ cm）； 15种邻苯二甲酸酯混合标准溶液（美国o2si smart solutions 公司）。 2.2标准溶液配制 用1000 mg/L 混合标准溶液，逐级稀释，得100和10.0 mg/L的标准中间液，4 ℃储存备用。 2.3样品前处理 用10.0 mL甲醇和10.0 mL水对C18固相萃取柱进行活化，备用；准确量取200 mL水于样品瓶中，用浓HCl调至pH<2，控制样品以一定流速通过C18固相萃取柱，待水样完全流出后，吹干20 min；用6.00 mL甲醇，每次加入1.00 mL依次洗脱，收集洗脱液，氮气吹干至1.00 mL，振荡混匀，进行UPLC/MS/MS分析。 2.4LC/MS/MS测定条件 2.4.2质谱条件离子化方式： 电喷雾（ESI）离子源；正离子多反应监测（MRM）扫描；碰撞气（CAD）： 48 kPa； 气帘气（CUR）： 140 kPa；雾化气（GS1）： 207 kPa；加热气（GS2）： 241 kPa；喷雾电压（IS）： 4500 V；去溶剂温度（TEM）： 350 ℃；扫描时间： 30 ms； 保留时间、离子对、碰撞电压和去簇电压见表1。分 析 化 学第42卷第9期张海婧等： 固相萃取超高效液相色谱串联质谱法测定饮用水中15种邻苯二甲酸酯表115种物质的保留时间、监测离子、去簇电压（DP）和碰撞电压（CE） 结果与讨论 3.1LC/MS/MS条件优化 用甲醇将15种物质的标准中间液稀释成1.00 mg/L的标准使用液，采用流动注射方式，以10 μL/min的流速进样 ，在正离子和负离子模式下进行全扫描，以选择适当的电离方式和分子离子峰。结果表明，在正电离模式下，目标化合物全扫描的分子离子＼[M+H＼]+最理想；以目标化合物的＼[M+H＼]+为母离子进行子离子扫描，选择丰度较高、干扰较少的两个子离子，优化碰撞电压（CE）和去簇电压（DP）；用1.00 mg/L混合标准溶液，在正电离模式下，以多反应监测（MRM）方式优化气帘气（CUR）、碰撞气（CAD）、雾化气（GS1）、辅助气（GS2）、离子源电压（IS）、离子化温度（TEM）等参数，结果见表2。 3.2空白干扰 在前处理过程和正常的液相色谱分析条件下，空白样品中邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸（2乙基己基）酯和邻苯二甲酸二壬酯很容易出峰，分析其来源可能有三方面：（a）样品前处理操作过程中容器污染；（b）仪器管路、进样阀等污染；（c）样品瓶隔垫引入污染。针对以上原因，采用了如下几个步骤控制空白：（a）容器空白：实验中用到的所有器皿在每次使用之前均用甲醇清洗3遍；（b）流动相溶剂空白：安装捕集柱，用于富集流动相中邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸（2乙基己基）酯和邻苯二甲酸二壬酯，延迟其出峰时间，从而与样品中目标峰区分；（c）其它：浓缩定容样品转移至样品瓶后，先用锡箔纸封口，后加盖，工作曲线最高浓度点与样品之间加2～3个溶剂样品用于洗针。通过上述步骤，如图2所示，整个实验过程中邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸（2乙基己基）酯和邻苯二甲酸二壬酯空白出峰问题得到了有效控制，流动相中3种物质出峰时间均延迟（图2A），邻苯二甲酸二壬酯在空白样品中没有出峰，邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸（2乙基己基）酯在对应的保留时间出峰，但含量低于定量限。 样品溶剂为水，在选择固相萃取小柱时，考虑到水为强极性，15种物质为中等极性，因此选择固定相填料为C18的固相萃取小柱即可。 比较了甲醇、二氯甲烷和乙酸乙酯3种有机溶剂作为洗脱溶剂的洗脱效果，结果表明，以二氯甲烷和乙酸乙酯为洗脱溶剂，需要经过浓缩进行溶剂置换，考虑到实验中较难控制的空白问题，样品前处理过程应尽量简化，因此本研究选择甲醇为固相萃取洗脱溶剂。 根据洗脱溶剂洗脱体积的选择原则：既能够保证将分析物完全洗脱下来，又尽可能用较小的洗脱体积以提高富集倍数，降低检出限，提高效率。本研究依次选择1.00， 2.00， 3.00， 4.00， 5.00和6.00 mL甲醇进行洗脱， 当甲醇的洗脱体积为6.00 mL时，所有物质都可以完全流出，综合考虑，本研究选择甲醇的洗脱体积为6.00 mL。实验表明，洗脱时每次加入1.00 mL甲醇，分6次进行洗脱，回收率更好。 3.4线性范围和检出限 本方法采用外标法定量。分别配制0， 10.0， 100， 500， 1250和2500 μg/L系列混合标准溶液（邻苯二甲酸二丁酯浓度为0， 750， 1500， 3000， 4500和5000 μg/L），各取200 μL分别加入200 mL空白样品中，配制成0.00， 10.0， 100， 500， 1250和2500 ng/L（邻苯二甲酸二丁酯浓度为0， 750， 1500， 3000， 4500和5000 ng/L）的标准工作曲线溶液，按照2.3节进行样品前处理后UPLC/MS/MS分析。以化合物的峰面积（y）对相应的质量浓度（x， μg/L）做外标标准曲线。由于邻苯二甲酸（2乙基己基）酯和邻苯二甲酸二丁酯空白样品有出峰，因此按照空白峰面积的3倍标准偏差带入线性方程计算定性检出限（LOD），空白峰面积10倍标准偏差带入线性方程计算定量限（LOQ）。其它物质以3倍信噪比计算定性检出限，10倍信噪比计算定量限。15种邻苯二甲酸酯的线性方程、相关系数及定量下限见表2。 3.5回收率和精密度 在200 mL自来水中添加混合标准溶液各0.250和1.00 μg/L（邻苯二甲酸二丁酯加标量为1.00和2.86 μg/L）， 每批测定6个添加水平，采用2.3节样品前处理方法进行加标回收实验和精密度实验（表3）。结果表明，15种物质的加标回收率在81.3%～109%之间，RSD<14%，能够满足定量分析的基本要求。 生活饮用水卫生标准. 中华人民共和国国家标准. GB 57492006 6LI Hong， TIAN FuLin， REN XueDong， WANG XinRui. Chinese Journal of Chromatography， 2011， 29（6）： 563-566 李 红， 田福林， 任雪冬， 王歆睿. 色谱， 2011， 29（6）： 563-566 7SHAO Min， CHEN YongHeng， LI XiaoYu. Chinese J. Anal. Chem.， 2012， 40（8）： 1139-1146 邵 敏， 陈永亨， 李晓宇. 分析化学， 2012， 40（8）： 1139-1146 8FU ShanLiang， DING Li， DAI Hua， ZHU ShaoHua， JIAO YanNa， GONG Qiang， CHEN JiTao， WU XinHua，WANG LiBing. Journal of Instrumental Analysis， 2011， 30（8）： 847-852 付善良， 丁 利， 戴 华， 朱绍华， 焦艳娜， 龚 强， 陈继涛， 吴新华， 王利兵. 分析测试学报， 2011， 30（8）： 847-852 9LI Ting， TANG Zhi， HONG WuXing. Chinese J. Anal. Chem.， 2012， 40（3）： 391-396 李 婷， 汤 智， 洪武兴. 分析化学， 2012， 40（3）： 391-396 10YU Jun， XU Ye. Journal of Environment and Health， 2008， 25（11）： 1003-1005 迂 君， 徐 烨. 环境与健康杂志， 2008， 25（11）： 1003-1005 11ZHOU YiQi， WANG ZiJian. Journal of Instrumental Analysis， 2009， 28（12）：1419-1423 周益奇， 王子健. 分析测试学报， 2009， 28（12）： 1419-1423 12Jiao Y N， Fu， S L， Ding L， Gon Q， Zhu S H， Wang L B， Li H. Analytical Methods， 2012， 4（9）： 2729-2734 13Lee M R， Lai F Y， Dou J P， Lin K L， Chung L W. Anal. Lett.， 2011， 44（4）： 676-686 14Liu P L， Xu Y P， Zheng P， Tong H W， Liu Y X， Zha Z G， Su Q D， Liu S M. Journal of the Chinese Chemical Society， 2013， 60（1）： 53-62 15HUANG Ke， ZHAO DongHao， LI ZhiQuang， CHEN PeiJi. Marine Environmental Science， 2011， 30（4）： 590-593 黄 珂， 赵东豪， 黎智广， 陈培基. 海洋环境科学， 2011， 30（4）： 590-593 16ZHANG Jing， HE ShiLong， ZHANG Yu， CHEN MeiXue， YANG Min. Chinese J. Anal. Chem.， 2007， 35（12）： 1706-1710 张 晶， 何士龙， 张 昱， 陈梅雪， 杨 敏. 分析化学， 2007， 35（12）： 1706-1710 17ZHANG QiuPing， LI Jian， WANG ChunMin， ZHANG FuGang. Chinese Journal of Health Laboratory Technology， 2013， 23（11）： 2420-2422 张秋萍， 李 建， 王春民， 张付刚. 中国卫生检验杂志， 2013， 23（11）： 2420-2422 AbstractA method of solid phase extraction coupled with ultra performance liquid chromatographytandem mass spectrometry （SPEUPLC/MS/MS） was developed for the determination of 15 phthalate esters. Drinking water samples were concentrated by C18 SPE cartridge. The fifteen phthalate esters were separated on a phenyl column with gradient elution using methanol and water as mobile phases. Multiple reaction monitoring （MRM） acquisition under positive ion mode was performed. The external matrix standard solutions were used for the quantitative determination. The linear range of Dinbutyl phthalate was 0.63-1000 μg/L. The other 14 phthalate esters showed good linearity in the range of 0.002-500 μg/L with the correlation coefficients more than 0.9970. The limits of quantification （LOQ） were 2.2-632 ng/L. The spiked recoveries ranged from 81.3% to 109%. The relative standard deviations were less than 14%. KeywordsDrinking water； Phthalate esters； Solid phase extraction； Ultra performance liquid chromatographytandem mass spectrometry 黄 珂， 赵东豪， 黎智广， 陈培基. 海洋环境科学， 2011， 30（4）： 590-593 16ZHANG Jing， HE ShiLong， ZHANG Yu， CHEN MeiXue， YANG Min. Chinese J. Anal. Chem.， 2007， 35（12）： 1706-1710 张 晶， 何士龙， 张 昱， 陈梅雪， 杨 敏. 分析化学， 2007， 35（12）： 1706-1710 17ZHANG QiuPing， LI Jian， WANG ChunMin， ZHANG FuGang. Chinese Journal of Health Laboratory Technology， 2013， 23（11）： 2420-2422 张秋萍， 李 建， 王春民， 张付刚. 中国卫生检验杂志， 2013， 23（11）： 2420-2422 AbstractA method of solid phase extraction coupled with ultra performance liquid chromatographytandem mass spectrometry （SPEUPLC/MS/MS） was developed for the determination of 15 phthalate esters. Drinking water samples were concentrated by C18 SPE cartridge. The fifteen phthalate esters were separated on a phenyl column with gradient elution using methanol and water as mobile phases. Multiple reaction monitoring （MRM） acquisition under positive ion mode was performed. The external matrix standard solutions were used for the quantitative determination. The linear range of Dinbutyl phthalate was 0.63-1000 μg/L. The other 14 phthalate esters showed good linearity in the range of 0.002-500 μg/L with the correlation coefficients more than 0.9970. The limits of quantification （LOQ） were 2.2-632 ng/L. The spiked recoveries ranged from 81.3% to 109%. The relative standard deviations were less than 14%. KeywordsDrinking water； Phthalate esters； Solid phase extraction； Ultra performance liquid chromatographytandem mass spectrometry 黄 珂， 赵东豪， 黎智广， 陈培基. 海洋环境科学， 2011， 30（4）： 590-593 16ZHANG Jing， HE ShiLong， ZHANG Yu， CHEN MeiXue， YANG Min. Chinese J. Anal. Chem.， 2007， 35（12）： 1706-1710 张 晶， 何士龙， 张 昱， 陈梅雪， 杨 敏. 分析化学， 2007， 35（12）： 1706-1710 17ZHANG QiuPing， LI Jian， WANG ChunMin， ZHANG FuGang. Chinese Journal of Health Laboratory Technology， 2013， 23（11）： 2420-2422 张秋萍， 李 建， 王春民， 张付刚. 中国卫生检验杂志， 2013， 23（11）： 2420-2422 AbstractA method of solid phase extraction coupled with ultra performance liquid chromatographytandem mass spectrometry （SPEUPLC/MS/MS） was developed for the determination of 15 phthalate esters. Drinking water samples were concentrated by C18 SPE cartridge. The fifteen phthalate esters were separated on a phenyl column with gradient elution using methanol and water as mobile phases. Multiple reaction monitoring （MRM） acquisition under positive ion mode was performed. The external matrix standard solutions were used for the quantitative determination. The linear range of Dinbutyl phthalate was 0.63-1000 μg/L. The other 14 phthalate esters showed good linearity in the range of 0.002-500 μg/L with the correlation coefficients more than 0.9970. The limits of quantification （LOQ） were 2.2-632 ng/L. The spiked recoveries ranged from 81.3% to 109%. The relative standard deviations were less than 14%. KeywordsDrinking water； Phthalate esters； Solid phase extraction； Ultra performance liquid chromatographytandem mass spectrometry |
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