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水和土壤基質(zhì)中PFOS 和PFOA 的LC/MS/MS 測(cè)定
閱讀：1205 發(fā)布時(shí)間：2020-6-29摘要：本應(yīng)用簡(jiǎn)報(bào)根據(jù)近的報(bào)告[1],，介紹了 Agilent Ultivo 三重四極桿 LC/MS 與 Agilent 1290 Infinity II LC 聯(lián)用系統(tǒng)分析水和土壤基質(zhì)中全氟辛烷磺酸 (PFOS) 和全氟辛酸 (PFOA) 的性能。簡(jiǎn)單來說,，過濾環(huán)境水樣,，用甲醇萃取土壤樣品。使用弱陰離子交換柱對(duì)所得樣品進(jìn)行凈化,，以富集目標(biāo)化合物并去除干擾物,。然后在高 pH 下洗脫目標(biāo)化合物，在氮?dú)庀逻M(jìn)一步蒸發(fā),，然后復(fù)溶于甲醇中用于 Ultivo LC/MS/MS 分析,。采用內(nèi)標(biāo)同位素稀釋法進(jìn)行定量。溶液中的 PFOA 和 PFOS 在 0.5–200 µg/L 范圍內(nèi)均表現(xiàn)出優(yōu)異的線性關(guān)系,，線性回歸系數(shù)達(dá) 0.997,。PFOA 和 PFOS 的檢測(cè)限 (LOD) 在水中為亞 ng/L 級(jí)，在土壤中為 ng/kg 級(jí),。以 2.5,、40 和 200 ng/L 濃度加標(biāo)至純水、河水和廢水中的 PFOA 和 PFOS 的平均加標(biāo)回收率分別為 88.4%–98.8% 和 88.0%–97.3%，所有 RSD 值 (n = 6) 均在 0.60%–14% 范圍內(nèi),。對(duì)于加標(biāo)濃度分別為 0.50,、5.0 和 20 µg/kg 的空白土壤、田間土壤和沉積物基質(zhì),，PFOA 和 PFOS 回收率分別為 98.6%–113% 和 96.8%–111%,，兩種化合物的 RSD 均在 0.4%–6.6%。上述結(jié)果表明,，使用 Ultivo LC/MS/MS 開發(fā)的方法十分準(zhǔn)確可靠,。該方法還符合各種環(huán)境水和土壤基質(zhì)中痕量 PFOA 和 PFOS 常規(guī)監(jiān)測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)。樣品凈化和富集將水樣 (500 mL) 采用石英濾膜過濾,。然后,，將 10 ng 13C4-PFOA 和 13C4-PFOS 加入濾液中，渦旋混合 30 秒,，然后在室溫下靜置 30 分鐘,。WAX 凈化方案按照參考文獻(xiàn) 1 中的步驟進(jìn)行，或者減少每個(gè)步驟中使用的溶劑量以使該方法更環(huán)保,。各步驟細(xì)節(jié)如下： 1. 依次使用 0.5% 氨甲醇溶液 (4 mL),、甲醇 (4 mL) 和水 (4 mL) 預(yù)活化 WAX 柱 2. 然后將水樣以 3–5 mL/min 的流速上樣至 WAX 柱 3. 在所有水樣通過凈化柱后，使用水 (5 mL) 和乙酸緩沖液（5 mL,，pH 4.0）依次清洗凈化柱 4. 然后將凈化柱在真空下干燥 1 小時(shí) 5. 干燥后,，使用 3 mL 甲醇清洗凈化柱，棄去流出的溶液 6. 然后,，使用 0.5% 氨甲醇溶液 (4 mL) 從凈化柱中洗脫目標(biāo)化合物,；將洗脫液收集在 10 mL 聚丙烯試管中，在 40 °C 下用氮?dú)飧稍镏两?/span>
水和土壤樣品的采集,、運(yùn)輸和儲(chǔ)存地表水和廢水采集自國內(nèi)的河流和工業(yè)廢水,。土壤樣品采集、運(yùn)輸和儲(chǔ)存遵循 GB17378.3 和 HJ/T 166 土壤采樣指南,。將所有采集的樣品在 4 °C 下避光儲(chǔ)存在聚丙烯裝置中,，在兩周內(nèi)凈化，并在一個(gè)月內(nèi)進(jìn)行分析,。
為了測(cè)定基質(zhì)中 PFOA,、PFOS 和其他全氟烷基化物質(zhì)的含量，先采用固相萃取 (SPE) 凈化,，然后進(jìn)行液相色譜三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜 (LC/MS/MS) 分析的這一方法已得到廣泛應(yīng)用[2–3, 6–8],。用于全氟烷基化物質(zhì)的 SPE 凈化柱主要基于反相色譜和弱陰離子交換 (WAX) 機(jī)制。這些 SPE 凈
前言：環(huán)境（包括水,、土壤,、沉積物、淤泥和生物基質(zhì)）中存在兩種主要的全氟烷基化物質(zhì) PFOA 和 PFOS[2, 3],。對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和流行病學(xué)暴露的研究表明,，全氟辛烷磺酸和全氟辛酸可能對(duì)人類健康產(chǎn)生有害影響，包括肝毒性,、發(fā)育毒性,、可能的生殖毒性和潛在致癌性[4]。歐洲食品安全局 (EFSA) 于 2008 年公布了 PFOA 和 PFOS 的每日耐受攝入量 (TDI)[4],，美國國家環(huán)境保護(hù)局 (EPA) 在 2016 年規(guī)定了飲用水中 PFOA 和 PFOS 總量的健康警告值[5],。中國是全氟烷基化物質(zhì)的主要制造和使用大國。并且,，在過去十年中,，國內(nèi)的各種環(huán)境基質(zhì)和食品中發(fā)現(xiàn)了更多的 PFOA、 PFOS 和相關(guān)化合物[6–8],。但是,，國內(nèi)還沒有針對(duì)食品或飲用水中 PFOA 和 PFOS 的高容許濃度。近,，國家發(fā)布了一種測(cè)定植物源食品中 PFOA 和 PFOS 的參考方法[9],。為了確保可靠地監(jiān)測(cè)環(huán)境中全氟烷基化物質(zhì)的殘留情況,，必須建立一種穩(wěn)定的方法來測(cè)定各種環(huán)境基質(zhì)中的 PFOA 和 PFOS,。這種監(jiān)測(cè)有利于將來的環(huán)境監(jiān)管?；捎行コ蠖鄶?shù)樣品基質(zhì)[6, 8],，有利于后續(xù)采用 LC/MS/MS 對(duì)分析物進(jìn)行準(zhǔn)確可靠的測(cè)量。本應(yīng)用簡(jiǎn)報(bào)表明,，將 WAX 柱凈化與 Ultivo LC/MS 結(jié)合是一種靈敏可靠的方法,，能夠準(zhǔn)確測(cè)定各種環(huán)境基質(zhì)中的 PFOA 和 PFOS。7. 然后,，通過充分渦旋將殘余物溶解在 1 mL 甲醇中 8. 使用 0.22 μm 濾膜進(jìn)一步過濾所得溶液,，并轉(zhuǎn)移至 2 mL 聚丙烯樣品瓶中用于 LC/MS/MS 分析
實(shí)驗(yàn)部分：材料和試劑 PFOA、PFOS,、13C4-PFOA 和 13C4-PFOS 儲(chǔ)備標(biāo)準(zhǔn)溶液購自加拿大 Wellington Laboratories,，各自濃度為 50.00 μg/mL （溶于甲醇）。甲醇,、乙腈,、乙酸、乙酸銨和氫氧化銨 (W% = 20%) 均為 HPLC 級(jí),，購自 Fisher Scientific (Fair Lawn, NJ),。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中均使用 Milli-Q 水作為純水（電阻為 18 MΩ）,。所有其他試劑均為分析純，均購自 SinoChem（中國北京）,。WAX 柱 (150 mg/6 mL) 來自安捷倫科技公司 (Little Falls, DE),。混標(biāo)校準(zhǔn)溶液配制首先由儲(chǔ)備溶液配制含有 1 0 n g / m L 每種內(nèi)標(biāo)的高濃度混標(biāo)校準(zhǔn)溶液 (200 ng/mL),。然后,，由儲(chǔ)備溶液配制 10 ng/mL 內(nèi)標(biāo)混合物的甲醇溶液作為稀釋溶劑。使用含有 10 ng/mL 每種內(nèi)標(biāo)的稀釋溶劑依次稀釋高濃度混標(biāo)校準(zhǔn)溶液,，得到其他混標(biāo)校準(zhǔn)溶液（0.5,、 1.0 、 2.0 ,、 5.0 ,、 1 0 、 2 0 ,、 50 和 100 ng/mL）,。每種校準(zhǔn)溶液中的終內(nèi)標(biāo)濃度為 10 ng/mL。
結(jié)果與討論： LC 和 MS/MS 條件優(yōu)化首先,，為了找到用于檢測(cè)兩種化合物的正確母離子,，在負(fù)離子模式下對(duì) PFOA 和 PFOS 標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行 Q1 MS 掃描。然后對(duì)所選擇的母離子進(jìn)行子離子掃描,。通過優(yōu)化母離子傳輸和碎裂的參數(shù),，選擇 413/369 和 499/99 離子對(duì)分別用于 PFOA 和 PFOS 定量。選擇其他離子對(duì)（413/169,、499/80）用于定性確證,。同樣，也確定了同位素標(biāo)樣的離子對(duì),，如表 3 所示,。確定 MRM 采集參數(shù)后，選擇 InfinityLab Poroshell 120 EC-C18 色譜柱,，并使用乙腈和乙酸銨水溶液作為流動(dòng)相分離 PFOA 和 PFOS,。使用五分鐘的梯度洗脫， PFOA 和 PFOS 實(shí)現(xiàn)基線分離,，如圖 1 所示,。對(duì)于相對(duì)干凈的水基質(zhì)，五分鐘足以分離分析物,。但是,，在分析復(fù)雜基質(zhì)（如廢水、土壤或沉積物）時(shí),，凈化后樣品中的殘留基質(zhì)可能會(huì)干擾分析并縮短色譜柱壽命,。因此,，為確保在每次分析后*凈化色譜柱，在兩種分析物從色譜柱中洗脫后,，將梯度曲線立即升至純乙腈并保持三分鐘,。此外，由于全氟烷基化物質(zhì)普遍存在,，LC 系統(tǒng)的背景水平可能很高,。在這種情況下,，建議在混合溶劑和自動(dòng)進(jìn)樣器之間連接一根捕集柱,，以捕獲殘留物[7] 并消除共洗脫干擾，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定量,。