富集对水中痕量有机污染物进行高灵敏度液质联用定量分析

前言如今在水中可发现过去从未检测到的化学品，或者检测到的水平与预期可能存在显著差异[1]。由于这些物质的存在、出现频率以及来源对人类健康和环境造成的风险尚不明确，因此通常称这些物质为引发关注的新型污染物 (CEC)。本实验在水中检测到多种痕量有机物的混合物，其中某些有机物的浓度达到 ng/L（万亿分之一，ppt）时即会影响水生生物。已知一部分 CEC 是内分泌干扰物，而另外一部分则会影响糖皮质激素活性，长期暴露在低剂量 CEC 之下所带来的协同效应尚不明确。因此，EPA 制定了非受控污染物监控法规(UCMR) 用于评估水源中 CEC 的潜在威胁。新的 UCMR3 需要监控 2013 到 2015 年内的 30 种污染物。国家、实验室、公共给水系统都将参与评估监控、筛检调查和预筛选测试过程 [2]。

监控水源中痕量污染物的难度之一在于，检测需要充足的样品量并经过充分的样品前处理才能完成。传统分析方法在实施仪器分析之前通常需要使用 1 L 水样，并对水样进行固相萃取，达到合适的萃取浓度。这些方法需要输送大量样品、花费大量的人力以及大量有机溶剂。本应用简报描述了一种在线 SPE 痕量富集方法，该方法只需要极少的样品前处理，可显著减少所需的样品量。该方法能够稳定且灵敏地检出 ng/L 级痕量有机污染物。该 UHPLC/MS/MS 方法使用可重复利用的聚合物固相萃取柱，该固相萃取柱在线连接到Agilent 1290 Infinity 液相色谱系统上，而此系统将与 Agilent 6460LC/MS 三重四极杆系统联用。系统将同时使用正/负电喷雾离子源 (ESI)，能够节省大量时间。多反应监测 (MRM) 能够使 24 种有机污染物的 MRL 降至 0.10 ppt，且不高于 15 ppt。大部分有机物的回收率可与传统萃取技术相媲美，范围在 70% 至 130%，并且大部分化合物的相对标准偏差低于 10%。该方法非常稳定，已用于监测污水处理过程（从入水到氯化流出物）中这些污染物的含量。

实验部分标样和试剂除两种校准标样以外，其他试剂（最高纯度）均购自 SigmaAldrich 公司。眠尔通购自 Cerilliant 公司，三氯生购自 Alfa Aesar公司。校准标样溶液的制备：首先将固体纯品溶于甲醇，制备浓度为 500 µg/mL 的各种标样储备液。然后制备含所有目标分析物(5 µg/mL) 的混合样。用 HPLC 级纯水稀释该储备液制成绘制校准曲线所需的浓度。

标记的替代内标物除 13C4-全氟辛酸和 13C4-全氟辛烷磺酸盐购自Wellington 实验室；扑米酮-d5 购自 Toronto Research Chemicals；吉非罗齐-d6 购自 C/D/N Isotopes 以外，其他均购自剑桥同位素实验室（见表 1）。使用的所有溶剂均达到*高纯度，适用于液相色谱/质谱分析。农药级甲醇和乙腈购自 Burdick & Jackson，而HPLC 级纯水则购自飞世尔公司。

仪器系统将 Agilent 1200 Infinity 液相色谱系统模块与 Agilent 6460A三重四极杆液/质联用系统进行联用。在线富集系统使用 Agilent1200 系列四元泵、配用 900 µL 计量器和多次抽取功能的 Agilent1200 自动进样器、可编程六通选择阀（阀 1）、12 通/2 位小柱选择阀（阀 2）以及 Agilent 1290 Infinity 液相色谱，如图 1 所示。

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结果与讨论在线 SPE 操作流程将水样（不含颗粒物）装入自动进样器的 2 mL 棕色玻璃瓶中。将样品（体积 1.5 mL）注入可重复利用的聚合物富集柱，该富集柱连接到输出 12 通/2 位色谱柱选择阀（顶阀，2 号阀，见图 2A）。总共可连接六根不同的小柱。水洗脱液导入废液瓶（见图 2A）。通常，大约 3 min 后完成上样。然后将底阀（1号阀）切换至洗脱位置（见图 2B），在高压梯度泵上启动洗脱梯度。将捕集的分析物脱附到 Agilent Poroshell 120 EC 分析柱上，然后执行 LC/MS/MS 分析。然后使用溶剂 B（乙腈/异丙醇/甲醇）（1:1:1，见图 2B）清洗小柱。在分析运行过程中，随着 1 号阀返回至上样位置（图 2A），可根据需要在四元上样泵中使用溶剂 B进一步清洗富集柱，然后将溶剂条件恢复为*溶剂 A（水 +0.1% 乙酸），准备分析下一个样品。对于污水样品，每根可重复利用的 SPE 柱通常可执行至少 100 次进样。然后可以将 12 通阀（2 号阀，见图 2）切换至下一根小柱，用于下一进样序列。