UPLC－MS/MS在測定飲用水源特定污染物中的應用

劉應學

(遵義市環境保護監測中心站,貴州遵義 563000)

UPLC－MS/MS在測定飲用水源特定污染物中的應用

劉應學

(遵義市環境保護監測中心站,貴州遵義 563000)

本文采用UPLC－MS/MS測定飲用水源特定項目中包括微囊藻毒素－LR在內的 13 種污染物，對測定條件進行優化，使得各目標化合物均能在短時間內檢測完畢。

UPLC－MS/MS 特定污染物 飲用水源

近年來，政府部門將鄉鎮以上的集中式生活飲用水源地水質情況納入考核指標，環境監測部門也將集中式生活飲用水源地水質檢測納入常規任務。目前，飲用水源109項中有機污染物的分析，多數采用氣相色譜法、氣質聯用法和液相色譜法，少數項目如吡啶、聯苯胺等仍采用分光光度法，這些方法在使用時存在一些不足。液質聯用技術以其較高的靈敏度和準確的定性定量性能，在日常分析中發揮著越來越大的作用，許多國家正逐步將此技術應用于環境監測領域。近年來，國內也開始研究液質聯用技術，而將該法應用于飲用水源分析的報道目前尚不多見。

今采用超高壓液相色譜/質譜聯用法(UPLC－MS/MS)測定飲用水源樣品中13種污染物(見表1)，該方法操作便捷，定性定量準確，對測定相對分子質量大、熱穩定性差、極性較強和離子化效率高的化合物具有優勢。

1 試驗

1.1 主要儀器與試劑

表1 UPLC－MS/MS 儀器參數

表2 方法效能驗證試驗結果

圖1 苦味酸標準溶液( 100 μg/L) 色譜峰

Agilent 1290型超高壓液相色譜/6460型三重四級桿質譜聯用儀，美國安捷倫有限公司；色譜柱：ZORBAX SB－C18(2.1mm×50mm,1.8μm)。乙腈(色譜純)，Fisher公司；甲醇(色譜純)，TEDIA公司；乙酸(優級純)，上海安普科技公司；純凈水，可口可樂公司。

1.2 水樣前處理與測定

水樣經0.2μm濾膜過濾后，移取1.00 mL至樣品瓶，直接進樣測定，外標法定量。

1.3 儀器條件

UPLC－MS/MS儀器參數見表1。液相色譜的柱流量為0.3mL/min，進樣體積10μL( 苦味酸進樣體積1μL)。質譜的干燥氣溫度為325℃，流量為6L/min；鞘氣溫度為350℃，流量為8L/min。

2 結果與討論

2.1 UPLC－MS/MS條件優化

分別考察乙腈和0.05%乙酸水溶液、甲醇和0.05%乙酸水溶液兩種流動相，采用全掃描方式得到各化合物的準分子離子。其中，2種爆炸物和5種有機磷農藥在甲醇和0.05%乙酸水溶液流動相中的離子峰形、離子穩定性較好。逐一改變各目標化合物的流動相配比，在保證離子強度的前提下，達到最佳洗脫效果，使得13種目標化合物均能在3min內檢測完畢。由于上述13種目標化合物在化學性質上存在很大差異，分離時所需儀器參數不同，故無法在單一模式下實現分離、測定。利用質譜的工作原理，逐一對各目標化合物的準分子離子進行碰撞反應，確定各化合物的定量和輔助定性離子，再進行選擇離子監測(MRM)。優化后的色譜峰達到最佳響應，靈敏度得到顯著改善。通過對流動相、流動相配比、毛細管末端電壓、碰撞池電壓、毛細管電壓、進樣體積和毛細管壓力等參數的優化，各目標化合物在UPLCMS/MS中均能被逐一測定，測定時間短，分析效率高。

2.2 有機磷農藥測定條件的選擇

以甲醇(80%)和0.05%乙酸水溶液(20%)作流動相，對有機磷農藥標準樣品做ESI正離子模式全掃描，發現每種有機磷農藥在產生[M+H]+時，易產生很強的[M+Na]+離子，一些[M+Na]+離子強度甚至是[M+H]+離子強度的數倍。當加入碰撞能量對[M+Na]+離子做子離子掃描時，只有內吸磷的子離子強度保持穩定，而馬拉硫磷、樂果、敵敵畏和敵百蟲的子離子強度明顯減弱，且在多反應監測模式下線性關系變差，因此內吸磷選用［M+Na］+離子檢測，其他4種化合物選用[M+H]+離子檢測。另外，不同毛細管電壓對馬拉硫磷的離子化效率影響較大。分別在不同的電壓下試驗，表明在2kV電壓下馬拉硫磷的峰形和強度達到最佳，最終選取毛細管電壓為2kV。

2.3 苦味酸進樣體積的選擇

用100μg/L的苦味酸標準溶液試驗，當進樣體積為10μL時，苦味酸的譜圖出現拖尾甚至雙峰現象，無法準確定量，見圖1(a)，這與色譜柱的耐受性能以及酚類化合物的化學性質有關。嘗試將進樣體積減少為1μL，拖尾和雙峰現象明顯改善，見圖1(b)。因此，減少進樣體積是改善苦味酸峰形的有效方法。

2.4 方法效能驗證

配制系列標準溶液，在1.3條件下測定。以定量離子峰面積(y)對應標準溶液質量濃度(x)繪制校準曲線，結果見表2。

依據《環境監測分析方法標準制修訂技術導則》(HJ168－2010)的規定，平行測定7次各目標化合物的空白加標樣品，并計算標準偏差s，按MDL=t(n－1，0.99)×s計算方法檢出限［其中，t(n－1,0.99)為置信度99%、自由度(n－1)時的t值，n為重復測定的次數］。當n=7時，t(n－1,0.99)取值3.143。各化合物的檢出限見表2。對實際飲用水源樣進行各目標化合物的加標回收試驗，加標量均為各線性范圍的最小值，試驗結果見表2。由表2可見，方法在各線性范圍內線性良好，相關系數均＞0.99，各目標化合物的方法檢出限為0.12μg/L～8.40μg/L，實際飲用水源樣的加標回收率在62.0%～104%之間，基本滿足飲用水源回收率指標要求，6次平行測定的RSD＜6%。

2.5 實際樣品測試

在水庫取水口采樣，水樣經0.2μm濾膜過濾后直接測定。結果，阿特拉津和馬拉硫磷被檢出，質量濃度分別為0.6μg/L和0.7μg/L，其余化合物均未檢出。

3 結語

采用超高壓液相色譜/質譜聯用技術測定飲用水源13種污染物，除微囊藻毒素－LR外，其余污染物檢出限均能滿足《地表水環境質量標準》(GB3838－2002)限值要求。該方法靈敏度高，精密度、準確度良好，便捷快速，亦可用于應急監測中微囊藻毒素－LR的快速定性分析。該方法為飲用水源地特定項目測定方法的完善提供了新思路，進一步提高了我國環境污染物監測水平，在飲用水源和環境應急分析中的應用將會更加廣泛。

[1]胡冠九.我國環境監測技術存在的問題及對策[J].環境監測管理與技術,2007,19(4):1－3.

[2]盛龍生,蘇煥華,郭丹濱.色譜質譜聯用技術[M].北京:化學工業出版社,2006.