超高效液相色譜/串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定水體中2,4-滴

甘志永， 周 萍， 劉 寧

（1.江蘇省徐州環(huán)境監(jiān)測(cè)中心， 江蘇 徐州 221018；2.徐州市危險(xiǎn)廢物處置中心， 江蘇 徐州 221000）

0 引言

2,4-滴又名2,4-二氯苯氧乙酸， 溶解度為0.89 g/L（20 ℃），農(nóng)業(yè)上用作除草劑和植物生長(zhǎng)劑[1]。長(zhǎng)期接觸，對(duì)人體內(nèi)臟和神經(jīng)系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生損害[2]，也會(huì)對(duì)水生生物、水體環(huán)境產(chǎn)生長(zhǎng)期不良影響[3-4]。 在GB/T 5749—2022《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》[5]擴(kuò)展指標(biāo)中與GB/T 14848—2017《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[6]非常規(guī)指標(biāo)中都對(duì)其做了限值規(guī)定。

在各類研究文獻(xiàn)和標(biāo)準(zhǔn)方法中，2,4-滴的測(cè)定方法有氣相色譜法[7-8]、離子色譜法[9]、液相色譜法[10-11]、氣相色譜-質(zhì)譜法[12-13]、高效液相-串聯(lián)質(zhì)譜法[4,14-16]等。以上方法需要經(jīng)過(guò)萃取濃縮、衍生化[7-14]等前處理過(guò)程，且需要使用大量有機(jī)溶劑，不適應(yīng)現(xiàn)在發(fā)展綠色、高效分析測(cè)試方法的形勢(shì)要求。隨著現(xiàn)代科學(xué)儀器的發(fā)展， 以及環(huán)境中越來(lái)越多的微量新型污染物的發(fā)現(xiàn)， 串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)由于在選擇性和靈敏度方面具有較大優(yōu)勢(shì)[4,17]，已被廣泛應(yīng)用于環(huán)境、食品檢測(cè)等領(lǐng)域，在有機(jī)物污染物定量檢測(cè)中，發(fā)揮越來(lái)越大的優(yōu)勢(shì)[14-26]。 因此，本文建立了采用超高效液相色譜-三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜（UPLC-MS/MS）快速測(cè)定水中2，4-滴的方法，并對(duì)該方法測(cè)定效果進(jìn)行了研究。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

儀器：1290 超高壓液相色譜/6460 三重串聯(lián)四級(jí)桿液質(zhì)聯(lián)用儀(美國(guó)安捷倫)， 聚四氟乙烯濾膜（0.22 μm，美國(guó)安捷倫)。

試劑：2，4-滴標(biāo)準(zhǔn)溶液(乙腈，100 mg/L，壇墨質(zhì)檢科技股份有限公司)，甲醇、乙腈(液相色譜純，美國(guó)Tedia)，乙酸銨(色譜純，美國(guó)Sigma)，屈臣氏蒸餾水，載氣和碰撞氣均為高純氦氣(純度＞99.99%)。

1.2 色譜分析條件

選用ZORBAX SB-C18 色譜柱（1.8 μm，100 mm×2.1 mm），流動(dòng)相A 為30%乙酸銨水溶液（2 mmol/L），流動(dòng)相B 為70%乙腈，等度洗脫，保持3 min，流速為0.2 mL/min，進(jìn)樣量為10 μL，色譜柱溫為40 ℃。

1.3 質(zhì)譜分析條件

采用電噴霧離子源（ESI），負(fù)離子掃描方式，多離子反應(yīng)監(jiān)測(cè)方式（MRM）， 霧化氣壓力設(shè)置為45 psi，毛細(xì)管電壓為3 500 V，離子源溫度為120 ℃；干燥氣溫度為300 ℃， 流速為8 L/min； 鞘氣溫度為300℃，流速為11 L/min；碰撞氣流速為0.10 mL/min；外標(biāo)法定量。

1.4 樣品制備

水樣經(jīng)過(guò)0.22 μm 聚四氟乙烯濾膜過(guò)濾后，棄去5 mL 初濾液，取1 mL 直接進(jìn)樣測(cè)試。

2 結(jié)果與討論

2.1 濾膜的影響

2.1.1 空白濾膜實(shí)驗(yàn)

取3 個(gè)濾膜，分別過(guò)濾純水后，取初濾液上機(jī)測(cè)試，結(jié)果未發(fā)現(xiàn)目標(biāo)化合物，但是為了避免濾膜上其他物質(zhì)干擾實(shí)驗(yàn)，在實(shí)際測(cè)試時(shí)，仍棄去部分初濾液后再取樣上機(jī)測(cè)試。

2.1.2 濾膜吸附實(shí)驗(yàn)

配制6 份質(zhì)量濃度為2.00 μg/L 的水樣過(guò)濾后上機(jī)，另取過(guò)濾后的6 份水樣加入相同濃度的2，4-滴標(biāo)準(zhǔn)溶液，然后分別直接進(jìn)樣上機(jī)測(cè)試，峰面積的平均值分別為1 063 和1 108， 沒(méi)有明顯變化，說(shuō)明聚四氟乙烯濾膜對(duì)2，4-滴并不會(huì)產(chǎn)生吸附影響。

2.2 色譜條件的優(yōu)化

2.2.1 流動(dòng)相的選擇

流動(dòng)相不加乙酸銨時(shí)的總離子流見(jiàn)圖1。由圖1可以看出，流動(dòng)相不加乙酸銨時(shí)，峰型較差，存在“肩峰”。 為提高離子化效率，增大方法靈敏度，優(yōu)化色譜峰形，在流動(dòng)相中加入乙酸銨[14,21-22]。 配制2 份10 μg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液， 分別用甲醇+乙酸銨溶液和乙腈+乙酸銨溶液2 種流動(dòng)相組合各平行測(cè)定6 次， 定量離子峰面積平均值分別為4 528 和4 656，出峰時(shí)間基本一致，加入2 種流動(dòng)相后離子流見(jiàn)圖2。 由圖2 可以看出，加入乙酸銨后峰型變得尖銳對(duì)稱，2 種流動(dòng)相對(duì)2，4-滴的洗脫能力和信號(hào)響應(yīng)沒(méi)有明顯區(qū)別。本方法選擇乙腈+乙酸銨溶液作為流動(dòng)相， 乙酸銨的濃度選擇2 mmol/L，和同類文獻(xiàn)研究保持一致[14,16]。

圖1 乙酸銨對(duì)譜圖的影響

圖2 2 種不同流動(dòng)相2,4-滴的MRM 對(duì)比

2.2.2 流動(dòng)相的比例

當(dāng)樣品溶劑（定容溶劑）和流動(dòng)相極性差別較大時(shí)， 由于樣品在定容溶劑和流動(dòng)相之間存在溶解度的差異，會(huì)因?yàn)槿軇┬?yīng)而產(chǎn)生峰形不佳現(xiàn)象[21-25]，尤其是采用直接進(jìn)樣方法進(jìn)行樣品檢測(cè)時(shí)候。 不同流動(dòng)相比例下的MRM 對(duì)比見(jiàn)圖3。A 為10%乙酸銨水溶液+90%乙腈，B 為20%乙酸銨水溶液+ 80%乙腈，C 為30%乙酸銨水溶液+70%乙腈，D 為50%乙酸銨水溶液+50%乙腈。由圖3 可以看出，當(dāng)水相比例較少時(shí)，直接進(jìn)樣會(huì)產(chǎn)生溶劑效應(yīng)，導(dǎo)致峰形較差，從而影響積分和定量；隨著水相比例增加，峰形得到改善，變的尖銳和對(duì)稱，峰強(qiáng)度也變大；但是當(dāng)水相比例達(dá)到50%時(shí)候，流動(dòng)相對(duì)2,4-滴的洗脫能力下降，出峰時(shí)間延后，同時(shí)峰強(qiáng)度反而下降。 可能是隨著流動(dòng)相中乙酸銨量增大， 反而降低了離子化效率，從而對(duì)質(zhì)譜響應(yīng)起到了抑制作用[14]。 因此，選擇30%乙酸銨水溶液+70%乙腈作為流動(dòng)相。

圖3 流動(dòng)相比例對(duì)峰形和保留時(shí)間的影響

2.3 多離子反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式（MRM）的建立

2,4-滴為一元有機(jī)酸， 容易失去質(zhì)子帶上負(fù)電荷，故選擇ESI 負(fù)離子模式掃描。先采用質(zhì)譜2 全掃（MS2 Scan）模式確定2，4-滴的母離子質(zhì)荷比為219的離子碎片，然后打開(kāi)碰撞反應(yīng)池，采用子離子掃描模式（product ion scan），找到豐度較大且穩(wěn)定性較好的2 個(gè)離子碎片，其質(zhì)荷比分別為161 和125。 建立多重反應(yīng)監(jiān)測(cè)采集方法， 對(duì)碎裂電壓和碰撞能量電壓進(jìn)行優(yōu)化，使子離子的響應(yīng)最強(qiáng)。經(jīng)過(guò)優(yōu)化后質(zhì)荷比為161 的離子響應(yīng)值較大，作為定量離子，質(zhì)荷比為125 的離子作為定性離子，具體參數(shù)見(jiàn)表1。 質(zhì)譜2 全掃及子離子掃描模式提取質(zhì)譜見(jiàn)圖4。

表1 ESI 負(fù)離子模式多離子反應(yīng)監(jiān)測(cè)（MRM）參數(shù)

圖4 質(zhì)譜2 全掃及子離子掃描提取質(zhì)譜

2.4 方法參數(shù)驗(yàn)證

采用體積比為3 ∶7 的純水/乙腈配制質(zhì)量濃度分別為0.20，0.40，0.80，2.00，4.00，10.00，40.00 μg/L的2,4-滴標(biāo)準(zhǔn)溶液， 由低濃度到高濃度依次進(jìn)樣測(cè)定，以2,4-滴的質(zhì)量濃度(x，μg/L)對(duì)其定量離子的峰面積(y)進(jìn)行線性回歸，得到的標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)表2。 由表2 可知，在0.20～50.00 μg/L 的質(zhì)量濃度范圍內(nèi)2,4-滴標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)大于0.999。

表2 方法參數(shù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)論

建立UPLC-ESI（-）/MS/MS 快速檢測(cè)水中2，4-滴的方法，該法將2，4-滴的分析時(shí)間縮短為4 min，無(wú)需復(fù)雜的前處理過(guò)程， 大大減少了有機(jī)溶劑的使用， 方法的準(zhǔn)確度和精密度均符合實(shí)驗(yàn)室分析的要求，檢出限比HJ 770—2015《水質(zhì)苯氧羧酸類除草劑的測(cè)定液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法》[16]直接進(jìn)樣的檢出限（0.3 μg/L）更低，更好的滿足各類質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)要求。