應用液質聯用技術直接進樣測定不同水體中的丙烯酰胺

＊周永芳 陳際 杜雙雙 詹子寬

（溫州市公用事業投資集團有限公司自來水分公司 浙江 325000）

應用液質聯用技術直接進樣測定不同水體中的丙烯酰胺

＊周永芳 陳際 杜雙雙 詹子寬

（溫州市公用事業投資集團有限公司自來水分公司 浙江 325000）

采用液質聯用技術直接進樣法，建立了對不同水體中丙烯酰胺的分析方法。樣品經0.22 μ m聚偏氟乙烯濾頭過濾后，經Waters HSS T3色譜柱分離，采用MS/MS多反應檢測模式（MRM）進行分析。采用外標法定量，丙烯酰胺在0.10～10.0μ g/L范圍內，所得回歸方程的相關系數（r）為0.9998；方法的檢出限和測定下限分別為0.02μ g/L和0.08μ g/L；實際水樣在高、中、低3個添加水平下的回收率為96.0-105%，相對標準偏差（RSD）小于6%。該方法靈敏、準確、檢測范圍廣，分析速度快，不需要衍生化等前處理步驟，適用于各種水體中丙烯酰胺的檢測。

液質聯用技術；直接進樣；丙烯酰胺；水體；電噴霧離子源

丙烯酰胺是一種水溶性極強的不飽和羧基化合物，是一種常用于污水凈化的工業絮凝劑。研究表明，人體可通過消化道、呼吸道、皮膚黏膜等多種途徑接觸丙烯酰胺，飲水是其中的一條重要的接觸途徑。為此WTO以及我國《生活飲用水衛生標準》都對丙烯酰胺在飲用水中的最高殘留限量進行了嚴格規定。

目前水體中丙烯酰胺的檢測技術很少，氣相色譜技術前處理方法溴化試劑衍生，存在著反應時間長，過程繁瑣等缺點，且由于生成的2，3-二溴丙烯酰胺在水中的溶解性較大，用乙酸乙酯萃取的萃取率較低引起加標回收率不理想；液相色譜技術操作簡單，但分析過程存在假陽性難以克服的問題。本文采用液質聯用技術直接進樣測定水樣中丙烯酰胺，方法簡單、耗時短、靈敏度高、可實現不同水體中丙烯酰胺的定性和定量測定。

1.實驗部分

(1)儀器與試劑

ACQuIT uPLC-XEVO TQ超高效液相色譜-電噴霧串聯質譜儀（美國Waters公司）；Milli-Q超純水器；PEAK氮氣發生器；0．22μm孔徑濾膜（PVDF，美國Millipore公司）。

丙烯酰胺（國家標準物質研究中心）、甲醇：HPLC（Merck）、乙睛：HPLC（Merck）、甲酸：LC/MS（Fisher Scientific）．

(2)樣品的采集及前處理

用棕色玻璃瓶采集樣品于4℃環境下避光密封保存，以防止水樣中的痕量丙烯酰胺分解。檢測時抽取水樣，經PVDF濾膜過濾后裝入進樣瓶中，HPLC-MS/MS進行測定。

(3)色譜-質譜條件

液相色譜條件：Waters HSS T3色譜柱；柱溫30℃；進樣量10μL；流動相流速0．4mL/min；流動相A 0．5%甲酸水溶液，B為甲醇，采用等度洗脫，運行時間3min。

質譜條件：電噴霧正離子源（ESI+）模式；掃描方式：多反應監測（MRM）；脫溶劑溫度為550℃；脫溶劑氣流速：1000L/Hr；錐孔氣流速：50L/Hr。表1為丙烯酰胺的uPLC-MS/MS分析參數。其中*定量離子。

表1 丙烯酰胺的ESI-MS/MS分析參數

2.結果與討論

(1)質譜條件的優化

在電噴霧正離子模式下，對1mg/L丙烯酰胺標準溶液進行不同毛細管電壓條件下一級質譜掃描，確定母離子和毛細管電壓，然后在不同碰撞能量下分別對母離子進行二級掃描，選擇最佳子離子和碰撞能量。根據選擇的離子對，在MRM模式下優化源溫度、脫溶劑氣溫度和流量及錐孔氣流

說明：1—丙烯酰胺特征離子質量色譜圖（72＞54.8）；2—丙烯酰胺特征離子質量色譜圖（72＞44.0）

根據HJ/T168-2010《環境監測分析方法標準制修技術導則》中檢出限試驗方法，對目標化合物含量為檢出限2～5倍的樣品進行11次平行測定，計算方法檢出限（LOD），以4倍的LOD作為定量限（LOQ），結果見表2。

表2 丙烯酰胺的線性范圍、保留時間、線性方程、相關系數、檢出限和定量限（n=11）

(4)方法的回收率及精密度

采集水樣經0．22μm孔徑濾膜過濾后進行分析測定，未檢出目標化合物。采用實際樣品加標測定回收率的方法來考察方法的準確度，加標范圍在0．10～10．00μg/L范圍內，每個樣品平行測定6次，測定結果見表3。分析結果表明，本方法回收率97．0%～106%，相對標準偏差范圍1．1%～3．4%。量。本文對質譜條件如碰撞能量、錐孔電壓等進行了考察，通過實驗分別對比當錐孔電壓為10、15、20、22、25V時的離子強度，發現當錐孔電壓不斷升高時，離子強度隨之變大，當錐孔電壓為22V時離子強度最大，條件最優化；通過預實驗分別對比了當碰撞能量為5、8、10、15eV時的子離子m/ z54．8強度，發現當碰撞能量為10eV時，子離子m/z 54．8強度最大。經過優化，脫溶劑溫度為550℃，駐留時間0．55s，碰撞氣流速選擇0．15 L/Hr最佳。

表3 丙烯酰胺的甲標回收率和精密度

(2)色譜條件的優化

實驗中對Waters HSS T3柱、Waters BEH C18柱和Waters CSH C18柱進行了考察，發現丙烯酰胺在Waters CSH C18柱和Waters BEH C18柱上無保留或保留較弱而無法檢測，而在Waters HSS T3柱上有相對較長的保留時間并且信噪比和靈敏度都較高，因此選擇Waters HSS T3柱作為分離柱。液相色譜分離時在流動相中加入適量甲酸可使離子預先形成，提高待測物在ESI+模式下的電離效率，從而提高監測的靈敏度。本實驗分別考察了使用甲醇-0．5%甲酸水溶液、甲醇-0．2%甲酸水溶液、甲醇-0．1%甲酸水溶液對目標化合物的保留時間、響應強度及峰形的差異。結果表明，采用甲醇-0．5%甲酸水溶液為流動相時，目標物的峰形好且響應強度較大，因此選擇添加0．5%甲酸。將甲醇改成乙腈時，目標化合物的響應值明顯降低、保留時間提前；這主要是因為乙腈的洗脫能力比甲醇強，而在質譜分析中，乙腈溶液的離子化效率比甲醇低。因此選擇甲醇-0．5%甲酸水溶液作為流動相。

(3)標準曲線和檢出限

配置不同質量濃度的丙烯酰胺標準工作液，在最優的試驗條件下進行測定，并繪制標準曲線。結果表明：丙烯酰胺的質量濃度0．10～10．00μg/L范圍內呈線性（相關系數r=0．9998）。

(5)樣品測定

利用該方法測定了溫州地區不同水體（地表水、飲用水水源、飲用出廠水各10份）。經檢測，溫州的水體中丙烯酰胺的含量均小于WTO公告規定的丙烯酰胺在飲用水中的最高殘留限量為0．5μg/L的要求。

3.結論

本實驗建立了采用液質聯用技術直接進樣測定水體中丙烯酰胺的分析方法。樣品經聚偏氟乙烯濾頭過濾后直接進樣，超高效液相色譜分離，串聯質譜檢測。該方法的操作簡單、線性范圍寬、檢出限低、準確度高，適用于多種水體中丙烯酰胺的測定。

[1]World Health Organization．Guidelines for drinking-water quality-Volume1:Recommendations[R]．Geneva,2008,1(annex4):491．

[2]GB 5749-2006．中華人民共和國國家標準－生活飲用水衛生標準[S]．

[3]史箴,李抗美．利用毛細管氣相色譜法測定水和廢水中的丙烯酰胺[J]．環境科學與技術,1998(4):30-34．

[4]楊斯超,張慧．汪俊涵等．柱前衍生化-氣相色譜-質譜法定量測定食品中丙烯酰胺的含量[J]．色譜，2011,29(5):404-408．

[5]GB 5750-2006．中華人民共和國國家標準－生活飲用水衛生規范[S]．

[6]李麗萍．氣相色譜法測定水中丙烯酰胺的方法改進[J]．廣東化工,2010(6):63-64．

[7]黃君禮,呂寶光,張洪印．高效液相色譜法測定水中的丙烯酰胺[J]．環境科學叢刊,1989,10(4):49-52．

[8]METHOD 8316 Acrylamide, Acrylonitrile and Acrolein by High Performance Liquid Chromatography(HPLC)[S]．

[9]HJ/T168-2010．環境監測分析方法標準制修技術導則．

Measurement of Acrylamide in Different Water Bodies by the Direct Injection Method of LCMS Technology

Zhou Yongfang, Chen Ji, Du Shuangshuang, Zhan Zikuan

（Running-water Branch Company, Wenzhou Public Utilities Investment Group Co., Ltd., Zhejiang, 325000）

Adopt the direct injection method of LC-MS technology to build methods for the analyzing acrylamide in different water bodies. After the flter head fltration of 0.22μm polyvinylidene fuoride and Waters HSS T3 Chromatogram Column Separation for the samples, adopt the MS/MS multiple reaction detection model(MRM) to take analysis. Adopt the external standard method to get the ration and in the range of 0.10～10.0μg/L, the acrylamide has got the correlation coeffcient(r) of the regression equation 0.9998. Besides, the detection limit and determined limit respectively is 0.02μg/L and 0.08μg/L. The recovery rate of the practical water samples in the three adding levels of high, medium and low is 96.0-105% and the relative standard deviation(RSD) is below 6%. This method has the features of being sensitive and accurate, having a wide detection range and fast analysis speed, besides, it does not need the pre-processing steps, like derivatization etc. and it is suitable for the detection of acrylamide in various water bodies.

LC-MS technology；direct injection；acrylamide；water body；electrospray ionization

T < class="emphasis_bold"> 文獻標識碼：A

A

周永芳（1984～)，女，溫州市公用事業投資集團有限公司自來水分公司；研究方向：化學環境分析。

(責任編輯：劉林林)

溫州市科技計劃項目（S20160003）。