UPLC—MS/MS在測定飲用水源特定污染物中的應用

劉應學

【摘 要】 本文采用UPLC-MS/MS測定飲用水源特定項目中包括微囊藻毒素-LR在內(nèi)的 13 種污染物，對測定條件進行優(yōu)化，使得各目標化合物均能在短時間內(nèi)檢測完畢。

【關(guān)鍵詞】 UPLC-MS/MS 特定污染物 飲用水源

近年來，政府部門將鄉(xiāng)鎮(zhèn)以上的集中式生活飲用水源地水質(zhì)情況納入考核指標，環(huán)境監(jiān)測部門也將集中式生活飲用水源地水質(zhì)檢測納入常規(guī)任務。目前，飲用水源109項中有機污染物的分析，多數(shù)采用氣相色譜法、氣質(zhì)聯(lián)用法和液相色譜法，少數(shù)項目如吡啶、聯(lián)苯胺等仍采用分光光度法，這些方法在使用時存在一些不足。液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)以其較高的靈敏度和準確的定性定量性能，在日常分析中發(fā)揮著越來越大的作用，許多國家正逐步將此技術(shù)應用于環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域。近年來，國內(nèi)也開始研究液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)，而將該法應用于飲用水源分析的報道目前尚不多見。

今采用超高壓液相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用法（UPLC-MS/MS）測定飲用水源樣品中13種污染物（見表1），該方法操作便捷，定性定量準確，對測定相對分子質(zhì)量大、熱穩(wěn)定性差、極性較強和離子化效率高的化合物具有優(yōu)勢。

1 試驗

1.1 主要儀器與試劑

Agilent 1290型超高壓液相色譜/6460型三重四級桿質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國安捷倫有限公司；色譜柱：ZORBAX SB-C18（2.1mm×50mm，1.8μm）。乙腈（色譜純），F(xiàn)isher公司；甲醇（色譜純），TEDIA公司；乙酸（優(yōu)級純），上海安普科技公司；純凈水，可口可樂公司。

1.2 水樣前處理與測定

水樣經(jīng)0.2μm濾膜過濾后，移取1.00 mL至樣品瓶，直接進樣測定，外標法定量。

1.3 儀器條件

UPLC-MS/MS儀器參數(shù)見表1。液相色譜的柱流量為0.3mL/min，進樣體積10μL（ 苦味酸進樣體積1μL）。質(zhì)譜的干燥氣溫度為325℃，流量為6L/min；鞘氣溫度為350℃，流量為8L/min。

2 結(jié)果與討論

2.1 UPLC-MS/MS條件優(yōu)化

分別考察乙腈和0.05%乙酸水溶液、甲醇和0.05%乙酸水溶液兩種流動相，采用全掃描方式得到各化合物的準分子離子。其中，2種爆炸物和5種有機磷農(nóng)藥在甲醇和0.05%乙酸水溶液流動相中的離子峰形、離子穩(wěn)定性較好。逐一改變各目標化合物的流動相配比，在保證離子強度的前提下，達到最佳洗脫效果，使得13種目標化合物均能在 3min內(nèi)檢測完畢。由于上述13種目標化合物在化學性質(zhì)上存在很大差異，分離時所需儀器參數(shù)不同，故無法在單一模式下實現(xiàn)分離、測定。利用質(zhì)譜的工作原理，逐一對各目標化合物的準分子離子進行碰撞反應，確定各化合物的定量和輔助定性離子，再進行選擇離子監(jiān)測（MRM）。優(yōu)化后的色譜峰達到最佳響應，靈敏度得到顯著改善。通過對流動相、流動相配比、毛細管末端電壓、碰撞池電壓、毛細管電壓、進樣體積和毛細管壓力等參數(shù)的優(yōu)化，各目標化合物在UPLC-MS/MS中均能被逐一測定，測定時間短，分析效率高。

2.2 有機磷農(nóng)藥測定條件的選擇

以甲醇（80%）和0.05%乙酸水溶液（20%）作流動相，對有機磷農(nóng)藥標準樣品做ESI正離子模式全掃描，發(fā)現(xiàn)每種有機磷農(nóng)藥在產(chǎn)生[M+H]+時，易產(chǎn)生很強的[M+Na]+離子，一些[M+Na]+離子強度甚至是[M+H]+離子強度的數(shù)倍。當加入碰撞能量對[M+Na]+離子做子離子掃描時，只有內(nèi)吸磷的子離子強度保持穩(wěn)定，而馬拉硫磷、樂果、敵敵畏和敵百蟲的子離子強度明顯減弱，且在多反應監(jiān)測模式下線性關(guān)系變差，因此內(nèi)吸磷選用[M+Na]+離子檢測，其他4種化合物選用[M+H]+離子檢測。另外，不同毛細管電壓對馬拉硫磷的離子化效率影響較大。分別在不同的電壓下試驗，表明在2kV電壓下馬拉硫磷的峰形和強度達到最佳，最終選取毛細管電壓為2kV。

2.3 苦味酸進樣體積的選擇

用100μg/L的苦味酸標準溶液試驗，當進樣體積為10μL時，苦味酸的譜圖出現(xiàn)拖尾甚至雙峰現(xiàn)象，無法準確定量，見圖1（a），這與色譜柱的耐受性能以及酚類化合物的化學性質(zhì)有關(guān)。嘗試將進樣體積減少為1μL，拖尾和雙峰現(xiàn)象明顯改善，見圖1（b）。因此，減少進樣體積是改善苦味酸峰形的有效方法。

2.4 方法效能驗證

配制系列標準溶液，在1.3條件下測定。以定量離子峰面積（y）對應標準溶液質(zhì)量濃度（x）繪制校準曲線，結(jié)果見表2。

依據(jù)《環(huán)境監(jiān)測分析方法標準制修訂技術(shù)導則》（HJ168-2010）的規(guī)定，平行測定7次各目標化合物的空白加標樣品，并計算標準偏差s，按MDL=t（n-1，0.99）×s計算方法檢出限[其中，t（n-1，0.99）為置信度99%、自由度（n-1）時的t值，n為重復測定的次數(shù)]。當n=7時，t（n-1，0.99）取值3.143。各化合物的檢出限見表2。對實際飲用水源樣進行各目標化合物的加標回收試驗，加標量均為各線性范圍的最小值，試驗結(jié)果見表2。由表2可見，方法在各線性范圍內(nèi)線性良好，相關(guān)系數(shù)均>0.99，各目標化合物的方法檢出限為0.12μg/L～8.40μg/L，實際飲用水源樣的加標回收率在62.0%～104%之間，基本滿足飲用水源回收率指標要求，6次平行測定的RSD<6%。

2.5 實際樣品測試

在水庫取水口采樣，水樣經(jīng)0.2μm濾膜過濾后直接測定。結(jié)果，阿特拉津和馬拉硫磷被檢出，質(zhì)量濃度分別為0.6μg/L和0.7μg/L，其余化合物均未檢出。

3 結(jié)語

采用超高壓液相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)測定飲用水源13種污染物，除微囊藻毒素-LR外，其余污染物檢出限均能滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB3838-2002）限值要求。該方法靈敏度高，精密度、準確度良好，便捷快速，亦可用于應急監(jiān)測中微囊藻毒素-LR的快速定性分析。該方法為飲用水源地特定項目測定方法的完善提供了新思路，進一步提高了我國環(huán)境污染物監(jiān)測水平，在飲用水源和環(huán)境應急分析中的應用將會更加廣泛。

參考文獻：

[1]胡冠九.我國環(huán)境監(jiān)測技術(shù)存在的問題及對策[J].環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù)，2007，19（4）：1-3.

[2]盛龍生，蘇煥華，郭丹濱.色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)[M].北京：化學工業(yè)出版社，2006.endprint

【摘 要】 本文采用UPLC-MS/MS測定飲用水源特定項目中包括微囊藻毒素-LR在內(nèi)的 13 種污染物，對測定條件進行優(yōu)化，使得各目標化合物均能在短時間內(nèi)檢測完畢。

【關(guān)鍵詞】 UPLC-MS/MS 特定污染物 飲用水源

近年來，政府部門將鄉(xiāng)鎮(zhèn)以上的集中式生活飲用水源地水質(zhì)情況納入考核指標，環(huán)境監(jiān)測部門也將集中式生活飲用水源地水質(zhì)檢測納入常規(guī)任務。目前，飲用水源109項中有機污染物的分析，多數(shù)采用氣相色譜法、氣質(zhì)聯(lián)用法和液相色譜法，少數(shù)項目如吡啶、聯(lián)苯胺等仍采用分光光度法，這些方法在使用時存在一些不足。液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)以其較高的靈敏度和準確的定性定量性能，在日常分析中發(fā)揮著越來越大的作用，許多國家正逐步將此技術(shù)應用于環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域。近年來，國內(nèi)也開始研究液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)，而將該法應用于飲用水源分析的報道目前尚不多見。

今采用超高壓液相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用法（UPLC-MS/MS）測定飲用水源樣品中13種污染物（見表1），該方法操作便捷，定性定量準確，對測定相對分子質(zhì)量大、熱穩(wěn)定性差、極性較強和離子化效率高的化合物具有優(yōu)勢。

1 試驗

1.1 主要儀器與試劑

Agilent 1290型超高壓液相色譜/6460型三重四級桿質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國安捷倫有限公司；色譜柱：ZORBAX SB-C18（2.1mm×50mm，1.8μm）。乙腈（色譜純），F(xiàn)isher公司；甲醇（色譜純），TEDIA公司；乙酸（優(yōu)級純），上海安普科技公司；純凈水，可口可樂公司。

1.2 水樣前處理與測定

水樣經(jīng)0.2μm濾膜過濾后，移取1.00 mL至樣品瓶，直接進樣測定，外標法定量。

1.3 儀器條件

UPLC-MS/MS儀器參數(shù)見表1。液相色譜的柱流量為0.3mL/min，進樣體積10μL（ 苦味酸進樣體積1μL）。質(zhì)譜的干燥氣溫度為325℃，流量為6L/min；鞘氣溫度為350℃，流量為8L/min。

2 結(jié)果與討論

2.1 UPLC-MS/MS條件優(yōu)化

分別考察乙腈和0.05%乙酸水溶液、甲醇和0.05%乙酸水溶液兩種流動相，采用全掃描方式得到各化合物的準分子離子。其中，2種爆炸物和5種有機磷農(nóng)藥在甲醇和0.05%乙酸水溶液流動相中的離子峰形、離子穩(wěn)定性較好。逐一改變各目標化合物的流動相配比，在保證離子強度的前提下，達到最佳洗脫效果，使得13種目標化合物均能在 3min內(nèi)檢測完畢。由于上述13種目標化合物在化學性質(zhì)上存在很大差異，分離時所需儀器參數(shù)不同，故無法在單一模式下實現(xiàn)分離、測定。利用質(zhì)譜的工作原理，逐一對各目標化合物的準分子離子進行碰撞反應，確定各化合物的定量和輔助定性離子，再進行選擇離子監(jiān)測（MRM）。優(yōu)化后的色譜峰達到最佳響應，靈敏度得到顯著改善。通過對流動相、流動相配比、毛細管末端電壓、碰撞池電壓、毛細管電壓、進樣體積和毛細管壓力等參數(shù)的優(yōu)化，各目標化合物在UPLC-MS/MS中均能被逐一測定，測定時間短，分析效率高。

2.2 有機磷農(nóng)藥測定條件的選擇

以甲醇（80%）和0.05%乙酸水溶液（20%）作流動相，對有機磷農(nóng)藥標準樣品做ESI正離子模式全掃描，發(fā)現(xiàn)每種有機磷農(nóng)藥在產(chǎn)生[M+H]+時，易產(chǎn)生很強的[M+Na]+離子，一些[M+Na]+離子強度甚至是[M+H]+離子強度的數(shù)倍。當加入碰撞能量對[M+Na]+離子做子離子掃描時，只有內(nèi)吸磷的子離子強度保持穩(wěn)定，而馬拉硫磷、樂果、敵敵畏和敵百蟲的子離子強度明顯減弱，且在多反應監(jiān)測模式下線性關(guān)系變差，因此內(nèi)吸磷選用[M+Na]+離子檢測，其他4種化合物選用[M+H]+離子檢測。另外，不同毛細管電壓對馬拉硫磷的離子化效率影響較大。分別在不同的電壓下試驗，表明在2kV電壓下馬拉硫磷的峰形和強度達到最佳，最終選取毛細管電壓為2kV。

2.3 苦味酸進樣體積的選擇

用100μg/L的苦味酸標準溶液試驗，當進樣體積為10μL時，苦味酸的譜圖出現(xiàn)拖尾甚至雙峰現(xiàn)象，無法準確定量，見圖1（a），這與色譜柱的耐受性能以及酚類化合物的化學性質(zhì)有關(guān)。嘗試將進樣體積減少為1μL，拖尾和雙峰現(xiàn)象明顯改善，見圖1（b）。因此，減少進樣體積是改善苦味酸峰形的有效方法。

2.4 方法效能驗證

配制系列標準溶液，在1.3條件下測定。以定量離子峰面積（y）對應標準溶液質(zhì)量濃度（x）繪制校準曲線，結(jié)果見表2。

依據(jù)《環(huán)境監(jiān)測分析方法標準制修訂技術(shù)導則》（HJ168-2010）的規(guī)定，平行測定7次各目標化合物的空白加標樣品，并計算標準偏差s，按MDL=t（n-1，0.99）×s計算方法檢出限[其中，t（n-1，0.99）為置信度99%、自由度（n-1）時的t值，n為重復測定的次數(shù)]。當n=7時，t（n-1，0.99）取值3.143。各化合物的檢出限見表2。對實際飲用水源樣進行各目標化合物的加標回收試驗，加標量均為各線性范圍的最小值，試驗結(jié)果見表2。由表2可見，方法在各線性范圍內(nèi)線性良好，相關(guān)系數(shù)均>0.99，各目標化合物的方法檢出限為0.12μg/L～8.40μg/L，實際飲用水源樣的加標回收率在62.0%～104%之間，基本滿足飲用水源回收率指標要求，6次平行測定的RSD<6%。

2.5 實際樣品測試

在水庫取水口采樣，水樣經(jīng)0.2μm濾膜過濾后直接測定。結(jié)果，阿特拉津和馬拉硫磷被檢出，質(zhì)量濃度分別為0.6μg/L和0.7μg/L，其余化合物均未檢出。

3 結(jié)語

采用超高壓液相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)測定飲用水源13種污染物，除微囊藻毒素-LR外，其余污染物檢出限均能滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB3838-2002）限值要求。該方法靈敏度高，精密度、準確度良好，便捷快速，亦可用于應急監(jiān)測中微囊藻毒素-LR的快速定性分析。該方法為飲用水源地特定項目測定方法的完善提供了新思路，進一步提高了我國環(huán)境污染物監(jiān)測水平，在飲用水源和環(huán)境應急分析中的應用將會更加廣泛。

參考文獻：

[1]胡冠九.我國環(huán)境監(jiān)測技術(shù)存在的問題及對策[J].環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù)，2007，19（4）：1-3.

[2]盛龍生，蘇煥華，郭丹濱.色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)[M].北京：化學工業(yè)出版社，2006.endprint

【摘 要】 本文采用UPLC-MS/MS測定飲用水源特定項目中包括微囊藻毒素-LR在內(nèi)的 13 種污染物，對測定條件進行優(yōu)化，使得各目標化合物均能在短時間內(nèi)檢測完畢。

【關(guān)鍵詞】 UPLC-MS/MS 特定污染物 飲用水源

近年來，政府部門將鄉(xiāng)鎮(zhèn)以上的集中式生活飲用水源地水質(zhì)情況納入考核指標，環(huán)境監(jiān)測部門也將集中式生活飲用水源地水質(zhì)檢測納入常規(guī)任務。目前，飲用水源109項中有機污染物的分析，多數(shù)采用氣相色譜法、氣質(zhì)聯(lián)用法和液相色譜法，少數(shù)項目如吡啶、聯(lián)苯胺等仍采用分光光度法，這些方法在使用時存在一些不足。液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)以其較高的靈敏度和準確的定性定量性能，在日常分析中發(fā)揮著越來越大的作用，許多國家正逐步將此技術(shù)應用于環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域。近年來，國內(nèi)也開始研究液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)，而將該法應用于飲用水源分析的報道目前尚不多見。

今采用超高壓液相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用法（UPLC-MS/MS）測定飲用水源樣品中13種污染物（見表1），該方法操作便捷，定性定量準確，對測定相對分子質(zhì)量大、熱穩(wěn)定性差、極性較強和離子化效率高的化合物具有優(yōu)勢。

1 試驗

1.1 主要儀器與試劑

Agilent 1290型超高壓液相色譜/6460型三重四級桿質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國安捷倫有限公司；色譜柱：ZORBAX SB-C18（2.1mm×50mm，1.8μm）。乙腈（色譜純），F(xiàn)isher公司；甲醇（色譜純），TEDIA公司；乙酸（優(yōu)級純），上海安普科技公司；純凈水，可口可樂公司。

1.2 水樣前處理與測定

水樣經(jīng)0.2μm濾膜過濾后，移取1.00 mL至樣品瓶，直接進樣測定，外標法定量。

1.3 儀器條件

UPLC-MS/MS儀器參數(shù)見表1。液相色譜的柱流量為0.3mL/min，進樣體積10μL（ 苦味酸進樣體積1μL）。質(zhì)譜的干燥氣溫度為325℃，流量為6L/min；鞘氣溫度為350℃，流量為8L/min。

2 結(jié)果與討論

2.1 UPLC-MS/MS條件優(yōu)化

分別考察乙腈和0.05%乙酸水溶液、甲醇和0.05%乙酸水溶液兩種流動相，采用全掃描方式得到各化合物的準分子離子。其中，2種爆炸物和5種有機磷農(nóng)藥在甲醇和0.05%乙酸水溶液流動相中的離子峰形、離子穩(wěn)定性較好。逐一改變各目標化合物的流動相配比，在保證離子強度的前提下，達到最佳洗脫效果，使得13種目標化合物均能在 3min內(nèi)檢測完畢。由于上述13種目標化合物在化學性質(zhì)上存在很大差異，分離時所需儀器參數(shù)不同，故無法在單一模式下實現(xiàn)分離、測定。利用質(zhì)譜的工作原理，逐一對各目標化合物的準分子離子進行碰撞反應，確定各化合物的定量和輔助定性離子，再進行選擇離子監(jiān)測（MRM）。優(yōu)化后的色譜峰達到最佳響應，靈敏度得到顯著改善。通過對流動相、流動相配比、毛細管末端電壓、碰撞池電壓、毛細管電壓、進樣體積和毛細管壓力等參數(shù)的優(yōu)化，各目標化合物在UPLC-MS/MS中均能被逐一測定，測定時間短，分析效率高。

2.2 有機磷農(nóng)藥測定條件的選擇

以甲醇（80%）和0.05%乙酸水溶液（20%）作流動相，對有機磷農(nóng)藥標準樣品做ESI正離子模式全掃描，發(fā)現(xiàn)每種有機磷農(nóng)藥在產(chǎn)生[M+H]+時，易產(chǎn)生很強的[M+Na]+離子，一些[M+Na]+離子強度甚至是[M+H]+離子強度的數(shù)倍。當加入碰撞能量對[M+Na]+離子做子離子掃描時，只有內(nèi)吸磷的子離子強度保持穩(wěn)定，而馬拉硫磷、樂果、敵敵畏和敵百蟲的子離子強度明顯減弱，且在多反應監(jiān)測模式下線性關(guān)系變差，因此內(nèi)吸磷選用[M+Na]+離子檢測，其他4種化合物選用[M+H]+離子檢測。另外，不同毛細管電壓對馬拉硫磷的離子化效率影響較大。分別在不同的電壓下試驗，表明在2kV電壓下馬拉硫磷的峰形和強度達到最佳，最終選取毛細管電壓為2kV。

2.3 苦味酸進樣體積的選擇

用100μg/L的苦味酸標準溶液試驗，當進樣體積為10μL時，苦味酸的譜圖出現(xiàn)拖尾甚至雙峰現(xiàn)象，無法準確定量，見圖1（a），這與色譜柱的耐受性能以及酚類化合物的化學性質(zhì)有關(guān)。嘗試將進樣體積減少為1μL，拖尾和雙峰現(xiàn)象明顯改善，見圖1（b）。因此，減少進樣體積是改善苦味酸峰形的有效方法。

2.4 方法效能驗證

配制系列標準溶液，在1.3條件下測定。以定量離子峰面積（y）對應標準溶液質(zhì)量濃度（x）繪制校準曲線，結(jié)果見表2。

依據(jù)《環(huán)境監(jiān)測分析方法標準制修訂技術(shù)導則》（HJ168-2010）的規(guī)定，平行測定7次各目標化合物的空白加標樣品，并計算標準偏差s，按MDL=t（n-1，0.99）×s計算方法檢出限[其中，t（n-1，0.99）為置信度99%、自由度（n-1）時的t值，n為重復測定的次數(shù)]。當n=7時，t（n-1，0.99）取值3.143。各化合物的檢出限見表2。對實際飲用水源樣進行各目標化合物的加標回收試驗，加標量均為各線性范圍的最小值，試驗結(jié)果見表2。由表2可見，方法在各線性范圍內(nèi)線性良好，相關(guān)系數(shù)均>0.99，各目標化合物的方法檢出限為0.12μg/L～8.40μg/L，實際飲用水源樣的加標回收率在62.0%～104%之間，基本滿足飲用水源回收率指標要求，6次平行測定的RSD<6%。

2.5 實際樣品測試

在水庫取水口采樣，水樣經(jīng)0.2μm濾膜過濾后直接測定。結(jié)果，阿特拉津和馬拉硫磷被檢出，質(zhì)量濃度分別為0.6μg/L和0.7μg/L，其余化合物均未檢出。

3 結(jié)語

采用超高壓液相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)測定飲用水源13種污染物，除微囊藻毒素-LR外，其余污染物檢出限均能滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB3838-2002）限值要求。該方法靈敏度高，精密度、準確度良好，便捷快速，亦可用于應急監(jiān)測中微囊藻毒素-LR的快速定性分析。該方法為飲用水源地特定項目測定方法的完善提供了新思路，進一步提高了我國環(huán)境污染物監(jiān)測水平，在飲用水源和環(huán)境應急分析中的應用將會更加廣泛。

參考文獻：

[1]胡冠九.我國環(huán)境監(jiān)測技術(shù)存在的問題及對策[J].環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù)，2007，19（4）：1-3.

[2]盛龍生，蘇煥華，郭丹濱.色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)[M].北京：化學工業(yè)出版社，2006.endprint