液质联用系统对水中日益被关注的新型污染物进行高灵敏度 HPLC 分析

引言：如今在水中能够检测到很多过去未曾检测到的化学品，或者检测到的水平可能与预期存在显著差异 [1]。因为这些物质的存在、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，它们通常被称为日益被关注的新型污染物 (CEC)。美国国家环境保护局 (EPA) 正致力于加深对多种 CEC 的了解，尤其是对药品和个人护理产品 (PPCP) 以及全氟化合物的了解。随着 CEC 日益频繁地在各地的河流、湖泊和地下水中被检测出来，加深对 CEC 的了解对于衡量其对环境与人类健康的潜在威胁而言是不能缺的。已知某些 CEC 是内分泌干扰物，而另外一些则能够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 UCMR 要求监控从 2013 到 2015 年的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 [2]。这一综合项目需要使用到灵敏、精确、重现性好且快速的方法。本应用简报描述了一种快速而灵敏的方法，它可检测 36 种 CEC分析物且每个样品分析周期在 20 min 之内。此 UHPLC/MS/MS方法是采用 Agilent 1290 Infinity 液相色谱系统与 Agilent 6460三重四极杆液质联用系统结合而开发的，使用正负电喷雾离子化功能。此方法对 36 种化合物中的大多数化合物的检测限 (LOD)和定量限 (LOQ) 均远低于 1 ppb，方法检测限 (MRL) 在 0.1ppt 到15 ppt 范围内。此方法已经被用于监控污水处理过程（从未处理污水到脱氯最终流出物）中的 CEC 水平。其中几种 CEC 在污水中的初始浓度高于 1,000 ng/L (ppt)，并且多数在经过水处理之后浓度仍高于 500 ng/L。

实验部分试剂和标准品校准标样中全氟十六酸 (PFHxDA) 购自 Matrix Scientific、眠尔通购自 Cerilliant（Round Rock，TX）、三氯生购自 Alfa Aesar，其他均购自 Sigma-Aldrich。首先通过使用固体纯品溶于 HPLC 农药级甲醇 (Burdick & Jackson) 制备浓度为 500 µg/mL 的各标准储备液。随后在甲醇中混合所有标准品制备 10 µg/mL 浓度的校准和配方溶液，然后连续稀释以获得所需浓度。标记的内标除 13C4-PFOA、13C4-PFOS、13C2-PFHxA、13C4-PFBA 购自Wellington 实验室；primidone-d5 和 13C6-diclofenac 购自 TorontoResearch Chemicals；gemfibrozil-d6购自 C/D/NIsotopes 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，可适用于液相色谱/质谱分析。甲基叔丁基醚 (MTBE)、甲酸、氢氧化铵购自 Fisher Scientific，而乙腈则购自 Burdickand Jackson。

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仪器此方法是在结合了 Agilent 6460 三重四极杆液质联用系统并使用正负电喷雾离子化功能的 Agilent 1290 Infinity HPLC 系统上开发的。仪器条件如表 2 和表 3 所示。

样品前处理水样品取自两家污水处理厂，经过多个阶段的处理。每个 1 L 量的样品中加 50–150 ng/L 内标，然后使用 200 mg 亲水亲油平衡(HLB) 固相萃取小柱进行萃取。在自动固相萃取系统上进行样品前处理，通过 5 mL 甲醇和 5 mL 10/90 (v/v) MTBE 洗脱。然后，样品使用氮气吹至 100 µL，再用甲醇复溶至 1 mL 的最终体积。分析参数36 种分析物的多反应监测 (MRM) 转换及其内标物如表 4 和表 5所示。

结果与讨论方法性能目前已开发了一种灵敏耐用的液相色谱-串联质谱方法，可检测36 种日益被关注的新型污染物（表 6）的，此方法中大部分化合物（表 4 和表 5）使用了多组 transitions 和标记的内标。此方法在 1 ng/L 到 2400 ng/L 范围内提供了高准确度的校准曲线，线性拟合的 R2 值大于 0.99（图 1）。