高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜檢測地表水中五種生物胺

林波 趙書媛 王雪

摘要：本文介紹一種高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜檢測方法，用以檢測地表水中的五種生物胺成分，介紹具體的檢測操作流程，希望給其他模塊的水環(huán)境監(jiān)測工作提供參考，并提高地表水生物胺檢測水平。

關(guān)鍵詞：高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法;地表水;生物胺檢測

Abstract：This article introduces a high-performance liquid chromatography tandem mass spectrometry detection method for detecting five biogenic amine components in surface water，introduces specific detection operation procedures，and hopes to provide reference for the water environment monitoring work of other modules and improve surface water. Bioamine detection level.

Key words：High performance liquid chromatography tandem mass spectrometry;Surface water;Bioamine detection

1 高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜檢測實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1 儀器選擇

本次生物胺檢測實(shí)驗(yàn)主要儀器為Agilent 1290 Infinity Ⅱ型號的高效液相色譜儀、6460 Agilent Triple Quad型號的三重四級桿質(zhì)譜儀、AutoEVA-60型號的全自動平行濃縮儀、GX-274自動固相萃取儀、DSX-18型固相萃取柱等。

測定的五種生物胺分別為腐胺、尸胺、2-苯乙胺、色胺和酪胺，以上五種生物胺標(biāo)準(zhǔn)液產(chǎn)品分別為美國 CHEM SEVICE公司生產(chǎn)的10g腐胺標(biāo)準(zhǔn)液、美國DrEhrenstorferGm_bH公司生產(chǎn)的0.25g、99%的尸胺標(biāo)準(zhǔn)液、日本東京仁成工業(yè)株式會社生產(chǎn)的25mL 2-苯乙胺標(biāo)準(zhǔn)液、美國AXROS公司生產(chǎn)的5g、98%的酪胺標(biāo)準(zhǔn)液和美國&Kchemica公司生產(chǎn)的10g、98%色胺標(biāo)準(zhǔn)液[1]。其他輔助性試劑包括乙酸銨、甲酸、氨水、甲醇、二氯甲烷、丙酮、超純水等。

1.2 樣本制備

取腐胺、尸胺、2-苯乙胺、色胺和酪胺五種生物胺標(biāo)準(zhǔn)品各適量，添加實(shí)驗(yàn)用超純水，配置成1mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)水溶液儲備液，將其放在4℃恒溫恒濕的環(huán)境中保存。實(shí)驗(yàn)前，需對儲備液進(jìn)行加水稀釋，得到目標(biāo)濃度的試驗(yàn)樣本。

進(jìn)行水樣萃取，取100mL地表水水樣，將其透過0.45?m的濾膜，過濾后上樣至固相萃取柱上，然后使用8mL乙腈及對固相萃取柱做洗脫處理，采集洗脫液，再使用全自動平行濃縮儀將樣本處理定容至1mL。

1.3 實(shí)驗(yàn)條件

1.3.1 色譜條件

色譜柱：Agilent Zorbax Eclipse XDB-C18柱，規(guī)格為100×2.1mm、3.5?m，由美國安捷倫科技公司生產(chǎn)。

進(jìn)樣體積：10?L。

柱溫35℃。

流動相：50%、10mmol/L的甲酸銨，pH=2的甲酸緩沖液。

1.3.2 質(zhì)譜條件

電噴霧離子源。

負(fù)離子掃描。

毛細(xì)管電壓為3500V。

干燥氣：溫度為300℃，流量為5L/min。

霧化器壓力：300kPa。

鞘氣：溫度為250℃，流量為12L/min。

反應(yīng)監(jiān)測母離子、子離子、碰撞能量的色譜調(diào)諧條件：腐胺、尸胺、2-苯乙胺、色胺和酪胺五種生物胺的母離子的調(diào)諧條件分別為89.2m/z、103m/z、123m/z、162m/z和136m/z;子離子的調(diào)諧條件分別為55.5m/z、69.1m/z、77.4m/z、117.0m/z和77.2m/z;碰撞能量的調(diào)諧條件分別為20V、15V、30V、25V和29V。

1.4 檢測方法

精確量取10mL水樣，添加濃度為2mol/L的氫氧化鈉溶液和飽和碳酸鈉溶液，調(diào)節(jié)樣本pH值到12。然后添加濃度為5mg/mL的丹磺酰氯-丙酮溶液2mL和250?L的二氯甲烷，振蕩混合均勻后，在50℃的水浴鍋中加熱20min，促使樣本中物質(zhì)充分反應(yīng)。

2 地表水中五種生物胺檢測結(jié)果分析

2.1 實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)化

2.1.1 色譜條件優(yōu)化

比較不同流動相下五種生物胺的色譜峰形，發(fā)現(xiàn)在甲醇+水或甲醇+甲酸銨/氨水條件下，色譜分析的峰形為扁平狀，且存在較嚴(yán)重的拖尾，出峰時間穩(wěn)定在1min左右。在甲醇+甲酸銨/甲酸條件下，色譜分析的波形得到顯著優(yōu)化，且出峰時間的獨(dú)立性更高，因此考慮到實(shí)驗(yàn)結(jié)果觀察的清晰性，決定以甲醇+甲酸銨/甲酸作為流動相。

2.1.2 質(zhì)譜條件優(yōu)化

對生物胺單體標(biāo)準(zhǔn)樣本進(jìn)行質(zhì)譜掃描，得出正確的[M+H]+分子離子峰，轟擊促使發(fā)生二次碎裂得到子離子。對分子離子及信號強(qiáng)度在3個的子離子進(jìn)行檢測，得到最佳質(zhì)譜條件，以提高生物胺檢測的精度和靈敏性。

2.1.3 前期處理優(yōu)化

選取腐胺和尸胺兩種生物胺，分析不同處理?xiàng)l件下腐胺和尸胺的回收率情況，以找出最佳的前期處理?xiàng)l件。

萃取條件。在分析水樣中尸胺及腐胺成分時，選擇了幾種不同的固相萃取柱，其中MCX萃取柱和DSC-18萃取柱在腐胺及尸胺檢測無回收，而HLB固相萃取柱對腐胺和尸胺的回收率分別達(dá)到89.6%和90.5%，因此最終選擇HLB固相萃取柱[2]。

pH值。本實(shí)驗(yàn)設(shè)定了三組pH值，分別為2、7和12，測試在酸性、中性和堿性條件下，生物胺的檢測情況，最終發(fā)現(xiàn)當(dāng)實(shí)驗(yàn)條件為酸性或中性時，生物胺無回收，而pH=12時，腐胺和尸胺的回收率分別達(dá)到86.1%和90.9%，因此決定將pH調(diào)節(jié)為12。

洗脫液。當(dāng)選用HLB固相萃取柱開展實(shí)驗(yàn)時，流速設(shè)定為5mL/min，分別檢驗(yàn)乙腈、甲醇、二氯甲烷與丙酮的等量混合液作為洗脫機(jī)時的實(shí)驗(yàn)效果，發(fā)現(xiàn)當(dāng)選擇混合型洗脫液時，處理完畢需進(jìn)行轉(zhuǎn)溶劑操作，因此將該洗脫液排除，進(jìn)一步分析當(dāng)洗脫液為乙腈或甲醇時，腐胺和尸胺的回收率情況。最終發(fā)現(xiàn)使用乙腈時腐胺和尸胺的回收率要明顯高于甲醇（12.2%和14.6%），為89.8%和93.1%，因此最終選用乙腈為洗脫液。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

為檢驗(yàn)高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法在地表水生物胺分析可行性高低，分別對五種生物胺不同濃度梯度的標(biāo)準(zhǔn)樣本進(jìn)行衍生和萃取處理，設(shè)定橫坐標(biāo)為濃度、縱坐標(biāo)為測定得出的峰面積，繪制生物胺檢測的標(biāo)準(zhǔn)曲線。五種生物胺的線性方程、相關(guān)系數(shù)和線性范圍如表1所示。

2.2.2 檢出限分析

實(shí)驗(yàn)得出腐胺、尸胺、2-苯乙胺、色胺和酪胺五種生物胺的檢出限分別為0.08μg/L、0.08μg/L、5.0μg/L、3.0μg/L和3.0μg/L。

2.2.3 檢測精度

分別選取五種生物胺三種不同濃度下的標(biāo)準(zhǔn)溶液，以前文給出的分析條件開展平行試驗(yàn)，得到每次試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)偏差。發(fā)現(xiàn)當(dāng)在低濃度條件下，腐胺、尸胺的相對標(biāo)準(zhǔn)誤差隨濃度的上升而下降，2-苯乙胺在中等濃度水平時，其相對標(biāo)準(zhǔn)誤差最低，色胺和酪胺的相對標(biāo)準(zhǔn)誤差隨濃度上升而下降[3]。

2.2.4 回收率分析

在某地表水水域采集水樣，利用以上實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行生物胺檢測，設(shè)置兩種濃度條件，以驗(yàn)證高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法在地表水五種生物胺檢測中的回收率。當(dāng)濃度條件為0.5μg/mL時，五種生物胺的回收率分別為82、93、80、80和86。當(dāng)濃度條件為1.0μg/mL時，五種生物胺的回收率分別為89、83、90、81和80。兩種濃度下樣本的加標(biāo)回收率均在89.4%～122.1%之間。在使用高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法開展地表水生物胺檢測時，檢測精度和操作便捷性均較傳統(tǒng)檢測方法存在明顯優(yōu)勢，需在以后的水環(huán)境監(jiān)測中做重點(diǎn)推廣。

3 結(jié)論

使用高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法，檢驗(yàn)地表水水樣中五種生物胺含量，當(dāng)選用HLB固相萃取柱，并以乙腈作為洗脫液，將甲醇與甲酸銨/甲酸比例設(shè)置為20：80、pH條件為12時，五種生物胺的回收率均達(dá)到89.4%以上，且標(biāo)準(zhǔn)偏差位于2.17%～11.6%之間，檢測操作難度適中，且檢測周期較短。隨著水污染治理力度的進(jìn)一步加深，水環(huán)境監(jiān)測及地表水物質(zhì)分析工作也將頻繁開展，建議相關(guān)人員加強(qiáng)對高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法在地表水生物胺檢測中的研究，進(jìn)一步提高污染檢測能力。

參考文獻(xiàn)

[1]牛天嬌，郭永杰，孫二娜，等.高效液相色譜法測定黃酒發(fā)酵醪液中生物胺含量[J].食品研究與開發(fā)，2020，41（05）：184-188.

[2]葉磊海，裘均陶，鐘世歡，等.基于PriME凈化的高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法檢測水產(chǎn)品中9種生物胺[J].食品工業(yè)科技，2019，40（09）：253-257+263.

[3]倪沁顏，劉薇，王梓.熒光檢測-高效液相色譜法測定水質(zhì)中生物胺[J].福建分析測試，2018，27（01）：35-38.

[4]程小艷，楊秋紅，雷鄂蓉，等.高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜檢測地表水中五種生物胺[J].四川環(huán)境，2011，30（01）：35-39.

收稿日期：2020-05-30

作者簡介：林波（1989-），男，漢族，本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向?yàn)橛袡C(jī)污染物檢測。