使用ESCi多功能电离源液质联用技术分析检测多环芳烃

前言：多环芳烃(PAHs)主要来源于化石燃料和有机物的不*燃烧，并且可进一步迁移到水、食品中，该类化合物 能通过呼吸、摄入、接触等途径进入人体，有较强的致癌性，是需要监控的主要污染物之一；在多环芳烃 中，苯并芘污染广、致癌性也强，对其的*如表1所示。

PAHs因其极性小，且除芳香环外，无其他活性官能团，所以目前比较成熟的检测方法有LC-FLR、GC-MS/MS 等；也有人尝试使用液质联用技术进行检测。本应用较系统地尝试了液质联用技术分析检测PAH的可行性。 采用Waters PAH分离色谱柱，以及沃特世串联四极杆标配的ESCi多功能电离源中的模拟大气压化学电 离(下文称模拟APCI，或“APCI”)模式：即利用电喷雾(ESI)的喷雾探针进行喷雾，辅以Corona放电针放电， 对化合物进行离子化的方式，建立了16种PAHs的液质联用分析方法，具体16种PAHs化合物信息如表2所示； 并分别使用ESI和“APCI”，对苯并芘的检测灵敏度进行了测试和简单评价。

实验结果与讨论： 一、液质联用技术对16种多环芳烃的分离与检测 顾名思义，PAHs的化学结构为多个芳香环联结而成的芳香族化合物，没有其 他的官能团，从理论上分析，该类化合物很难通过液质联用的软电离方式产生 离子。使用Waters串联四极杆系统标配的ESCi多功能电离源进行尝试，发现， 在“APCI”正离子模式下，该16种PAH皆可产生较为稳定的正离子，而8-16号 PAH化合物在一般的电喷雾(ESI)模式下也可以产生稳定的正离子，表3列出了此 16种PAHs通过IntelliStart自动优化得到的MRM离子传输通道的信息和相关质谱 参数。从表3可以看出，PAH的电离和化合物裂解的方式，跟一般的小分子有机化 合物有较大的不同，其电离和裂解机理，还有待于进一步探讨。

沃特世有几种规格的PAH分离色谱柱，本实验使用的是2.1 x 150 mm，粒径5 µm的PAH色谱柱，可以在15 分钟内，对多种PAH进行有效的分离，且其中的5组同分异构体也达到了基线分离的水平，图1是16种PAH混合标 准溶液(浓度皆为50 ng/mL)使用“APCI”电离方式检测得到的色谱图，图2是5组同分异构体的分离色谱图。

二、苯并芘的LCMS-MS分析检测 本实验使用UPLC短柱(HSS T3，2.1 x 50 mm，1.8 µm)，3.5 min的快速色谱分离方法，针对ESCi多功能源的不同 电离方式，系统考察了苯并芘的分析检测灵敏度和数据稳定性。 图3是分别使用电喷雾电离(ESI)、模拟APCI(“APCI”)电离产生的提取MRM色谱图，柱上上样量为50 fg。从图 中可以看出，ESI模式与“APCI”模式离子化的效率相当，其信噪比皆大于20，低定量限还可以适当向下延伸； 该浓度下，使用ESI和“APCI”电离模式，连续6针进样的数据稳定性见图4，可以达到LCMSMS分析的一般检 测要求。

结论

■ Xevo TQ-XS标配的ESCi多功能离子源，可以在不换源、不换探针的情况下，进行ESI、“APCI”、ESI+“APCI” 等多种电离方式对化合物进行分析，有效拓展了设备的分析能力；

■ 使用ESCi多功能源中的“APCI”电离模式，辅以Waters多环芳烃分离柱，15分钟即可以实现对16种 PAHs的LC-MRM分析检测，且其中的5组同分异构体皆实现了基线分离；

■ 16种PAHs化合物中，苯并芘的灵敏度相对较高，50 fg苯并芘在ESI和“APCI”两种电离模式下，其低定 量限皆可以达到0.01 ng/mL的水平，优于荧光分析对该化合物的检测灵敏度。