安捷伦GC-MS水污染物筛查仪工作流程和自定义报告对水污染物进行 筛查

水样分析实验室在进行*定量分析之前，对大量化合物进行筛查的需求日 益增加。使用 GC/MSD 对萃取的水样进行定性分析，能够了解样品中所含物 质的近似浓度。而现有的定性筛查工作流程主要依靠手动筛查，十分耗时且高度依赖于分析 人员的技术水平。可能是基质复杂性的原因，手动筛查过程还可能导致化合 物的遗漏或错误归属。此外，不同分析人员筛查结果的差异以及化合物鉴定 的任何偏差都可能会导致数据分析耗费大量时间。通常情况下，手动审查的 化合物列表中大约有 50 种化合物。每种化合物通过其保留时间 (RT)、质谱 图以及目标离子和定性离子之比得到审查和鉴定，因此大大增加了单个样品 要审查的化合物数量，并在已有基础上进一步增加了样品分析的复杂程度。 例如，如果一位分析人员要筛查一个可能含有 1000 种化合物的样品，则可 能需要花费 18 个小时才能完成这一个样品的审查。

Agilent SureTarget GC/MSD 水污染物筛查仪可为水样定性筛查提供直观简便 的工作流程。Agilent SureTarget 分析工作流程不仅能够对众多化合物进行快 速筛查，还能消除化合物鉴定中的偏差和不一致情况。SureTarget GC/MSD 水污染物分析仪预配置有硬件、消耗品、软件和分析方法，可快速实 施水中污染物的筛查方法。

实验部分：水样采集自两个水源：美国宾夕法尼亚州利哈伊县的未 过滤自来水和美国特拉华州威尔明顿市废水处理厂的出 水。从威尔明顿废水厂出水中抽取三份样品： • 初次处理出水 ― 沉降阶段 • 二级处理出水 ― 生物降解阶段 • 终处理出水 ― 终过滤和消毒阶段

样品前处理：通过液液萃取 (LLE) 对每份水样（包括空白水样）进行 萃取。向 30 mL 水样中加入 3 mL 二氯甲烷 (DCM)，振荡 5 分钟，提取 DCM 层并将其置于 2 mL 自动进样器样品 瓶中进行沉积，以备分析使用。

参比标样：方法 8270 半挥发性有机物毛细管柱 GC/MS 混标（混合 物 1、2、3、4A、4B、5 和 6）购自 AccuStandard 公司， 用 DCM 将其稀释至浓度在 100 ppb 和 10 ppm 之间（共计 86 种化合物）。将每份稀释后的 AccuStandard 样品中加 入 1 mL 参比气油混标 (RGO) 以提供复杂基质。

仪器：所有分析均在 Agilent 7890B 气相色谱仪 (GC) 与 Agilent 5977B InertPlus 质谱检测器 (MSD) 的联用系统中完成。 使用 CO2 冷却的多模式进样口 (MMI) 对进样口进行温度 调节，能够使 DCM 溶剂峰和一些较早洗脱的半挥发性 化合物之间实现进一步分离。表 1 列出了用于数据采集 的 GC 和 MSD 方法参数。

数据分析：通过用于 GC/MS 的 Agilent MassHunter 工作站定量分析 软件 B.08.00 版中含解卷积的 SureTarget 工作流程对所有 样品进行分析。随后将 SureTarget 工作流程的结果与同 一样品在含解卷积报告软件 (DRS) 的 MSD ChemStation 数据分析程序中的结果进行比较，DRS 使用 AMDIS（由 NIST 开发的解卷积软件）作为解卷积工具。

安装水筛选仪功能光盘之后，便可在 MassHunter 定量 分析软件中启用 SureTarget 工作流程。使用 SureTarget 分析方法时，解卷积算法将从鉴定出的化合物质谱碎 片中去除原始质谱图中的背景及干扰质谱碎片（图 1 和 图 2）。图 1A 显示了 1-萘胺在 14.5-15.5 分钟的时间窗口 中的总离子流色谱图 (TIC) 以及叠加的提取离子色谱图 (EIC)，其中 1-萘胺谱峰位于 14.92 分钟处。图 1B 显示了 14.92 分钟处所选谱峰的复杂原始质谱图；解卷积算法消 除了该复杂质谱图中的干扰。

图 2 显示了解卷积过程的结果，即在 14.92 分钟处 1-萘 胺干净的解卷积质谱图。将解卷积质谱图从头至尾与该 化合物的参比谱库谱图进行比较。随后，软件自动将解 卷积质谱图与参比谱库进行比较，并得到一个谱库匹配 得分 (LMS)。此 LMS 基于鉴定化合物的解卷积质谱图与 谱库质谱图的相似度得出。该分析方法还在保留时间窗 口中寻找可得到高谱库匹配得分的替代峰。这一额外的

谱峰搜索功能有助于数据审查，在分析复杂基质时更是 如此。随后软件将每个 SureTarget 解卷积质谱与 NIST 谱 库中的质谱图进行比较和匹配，并对 NIST 匹配结果列 表中的每个匹配结果进行排序；每个 SureTarget 鉴定的 化合物生成一个匹配结果列表。图 3 是 SureTarget 工作 流程步骤的图解。

结果与讨论：每份配制 AccuStandard 混标中含有用于鉴定的 86 种化 合物，它们同样包括在水筛查仪谱库中。这些样品以浓 度为 1 ppm、200 ppb 和 100 ppb RGO（复杂基质）溶液的 形式进行分析。数据采集之后，对每个浓度下的 10 份 样品完成了 SureTarget 解卷积工作流程，并计算结果 （鉴定的化合物数目及 LMS）的平均值。将未过滤的自 来水样品（宾夕法尼亚州利哈伊县）、废水处理厂（特 拉华州威明顿市）的初次处理出水和终处理出水的五 次重复测定结果求平均值，为解卷积比较提供更多的分 析数据。

观察并记录所有 AccuStandard 混标和实际水样在每个 浓度下鉴定的化合物数目和 LMS 值。当萃取水样完成 SureTarget 工作流程后，DRS 将使用 AMDIS（NIST 软 件）重复进行数据分析。随后将对两组数据分析结果 进行比较（表 2 为 AccuStandard 结果，表 3 为自来水样 结果）。

使用 DRS (AMDIS) 和 SureTarget 对数据文件进行分析， 以评估 SureTarget 的能力。在 AccuStandard 样品每个浓 度下的分析结果中（表 2），DRS 和 SureTarget 均报告了 相似数目的化合物（平均误差范围在四个化合物以内） 和相似的 LMS 值（每个浓度下的误差在 1 分之内）。这 些分析结果表明 SureTarget 在鉴定化合物结果和 LMS 值 方面表现出色，与 DRS (AMDIS) 报告结果相似。

在未过滤的自来水样品（宾夕法尼亚州利哈伊县）中， 两种分析程序均鉴定出六种化合物，并得到相近的匹配 得分（LMS 偏差在 5 分之内）。通过两种解卷积分析， 均以较高的匹配得分鉴定出自来水样中的三卤甲烷（消 毒副产物）、三氯乙烷和双酚 A。

得益于 SureTarget 解卷积工作流程的高度可靠性，在 MassHunter 定量分析软件中使用 SureTarget 工作流程对 （特拉华州威明顿市废水处理厂）废水样品进行检测。 将每份废水样品五次重复测定的结果求平均值，得到更 可靠的结果。在初次和终处理出水样品中鉴定出几种 化合物，其中包括重点化合物的混合物。这些化合物包 括 1,4-二氧六环、四氯乙烯、可dai因和 4-叔辛基苯酚。 在初次处理出水中鉴定出的其他化合物包括：咖fei因、 芬特明（减肥药）、DEET（驱虫剂）以及胆固醇。表 4 显示了初次和终处理出水中鉴定出的化合物。表 4 还 提供了一张图片，显示了废水处理过程中被破坏和未被 破坏的化合物。DEET、三乙酸甘油酯、咖fei因、TAED 和胆固醇在废水处理过程中遭到破坏，而在后阶段的 废水消毒过程中引入了溴二氯甲烷。相比之下，其他几 种化合物在废水处理过程中得以保留，其中包括可dai因、1,4-二氧六环、4-叔辛基苯酚、芬特明以及邻苯二甲 酸二异丁酯。

获得结果是所有水筛查分析中的第yi步，而反映结果需 要使用数据报告。SureTarget GC/MSD 水污染物筛查仪还 提供 PDF 格式的报告，用于数据的预览、总结和图形显 示（图 4）。数据预览报告旨在显示与鉴定化合物主峰 的详细信息（化合物名称、CAS 号、RT 和 LMS），以及 该化合物在 RT 窗口中具有高 LMS 值（大于小值）的 所有替代峰。预览报告指出哪些化合物具有替代峰（带 替代 RT），用于在定量分析批处理表格中进行进一步 用户审查（图 4）。总结报告旨在汇总鉴定的化合物、 所有化合物相关的详细信息（化合物名称、CAS 号、 RT、LMS、近似浓度以及参比 RT 的差值 (min)），以及 NIST 匹配结果列表中化合物排名和得分的表格视图。 如果 NIST 列表（用户定义的列表，条目在 1 和 100 之 间，在方法参数中设置）中未找到 SureTarget 鉴定的化 合物，则高匹配结果得分将记录在第二行（图 4）。 详细的图形报告中每一页记录一种样品中鉴定出的化合 物（图 4）。每一页将显示目标离子和定性离子的叠加 EIC、原始质谱图、解卷积质谱图、参比谱库谱图以及 NIST 谱图（如果 NIST 匹配结果与鉴定化合物不同）。

结论 ：采用 SureTarget 解卷积工作流程的 Agilent SureTarget GC/MSD 水污染物筛查仪可通过自动分离和鉴定复杂 基质（如自来水和废水样品）中的化合物简化数据分 析和报告流程。水筛查仪中包括 SureTarget 解卷积工 作流程，此工作流程在 Agilent MassHunter 定量分析软件 (B.08.00) 中激活，附加功能可支持完整的解决方 案。功能包括 RT 窗口中的替代峰鉴定、NIST 搜索以及 定制报告模板（预览、总结和详细图表）。使用自动解 卷积数据分析能够大大缩短手动审查的时间，同时将可 审查化合物的数量增加到 1000 以上。由解卷积分析得到 的谱库匹配得分可反映化合物鉴定的可信度，并可对照 参比谱库谱图直观审查解卷积质谱图。