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近年來,，全氟與多氟烷基物質(zhì)（PFAS）廣受關(guān)注，該類化合物種類繁多,，目前美國 EPA 的 PFAS 列表已經(jīng)達(dá)到一萬余種,。PFAS 廣泛應(yīng)用于紡織,、造紙、食品包裝,、化妝品,、廚具、電鍍,、消防等多個(gè)行業(yè),，其在生產(chǎn)、使用和回收環(huán)節(jié)均可能進(jìn)入環(huán)境,，因其持久性,、生物累積性和遷移性，在環(huán)境中廣泛存在,。
目前,，對 PFAS 環(huán)境調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)評估的工作日益系統(tǒng)且深入，越來越多的國際組織和國家對傳統(tǒng) PFAS 的生產(chǎn)與使用限制及排放管控愈發(fā)嚴(yán)格,，越來越多的替代品開始被大量應(yīng)用,。但由于涉及商業(yè)機(jī)密，很多生產(chǎn)商對其產(chǎn)品中的 PFAS 成分秘而不宣,，相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)品也無法獲取，這就使得全面了解環(huán)境中 PFAS 的賦存狀況面臨著巨大的挑戰(zhàn),。
典型案例
消防演練和火災(zāi)現(xiàn)場用于撲滅 B 類火災(zāi)廣泛使用的水成膜泡沫（AFFF）是環(huán)境中 PFAS 的主要來源之一,，這是由于其配方的核心成分是氟碳表面活性劑（FS）。已有研究表明,，目前市場上主流 FS 產(chǎn)品中傳統(tǒng)的 PFAS（如 PFOS,、PFOA 等）含量較低，取而代之的是各種新型替代 PFAS,。那么目前主流的 FS 產(chǎn)品中主要有哪些新型 PFAS,？應(yīng)急消防事件中 AFFF 的大量使用，對周邊水體 PFAS 水平和生態(tài)環(huán)境會產(chǎn)生怎樣的影響呢,？
安捷倫質(zhì)譜技術(shù)的應(yīng)用
為回答這些問題,，安捷倫和清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院黃俊教授課題組合作開展消防泡沫和氟碳表面活性劑及受消防泡沫影響的水體中 PFAS 的解析 [1]。在該研究中,，研究團(tuán)隊(duì)針對離子型 PFAS,，采用了基于安捷倫 1290 Infinity II UHPLC-6546 QTOF/MS 聯(lián)用平臺的超高效液相色譜-四極桿飛行時(shí)間質(zhì)譜技術(shù)，結(jié)合自建數(shù)據(jù)庫,、深度數(shù)據(jù)挖掘,、譜圖與結(jié)構(gòu)相關(guān)性解析等手段和技術(shù),，首次建立了完善的針對 PFAS 可疑與非靶向篩查流程（見圖 1），在安捷倫的 MassHunter 軟件平臺上實(shí)現(xiàn)了對 FS 產(chǎn)品和 AFFF 濃縮液中的 PFAS 選擇性深度數(shù)據(jù)挖掘,，由此鑒定出 70 余種 PFAS,，詳細(xì)結(jié)果請參閱安捷倫正式發(fā)表應(yīng)用報(bào)告 [2]。
圖 1. PFAS 的可疑與非靶向篩查流程
針對鑒定的 PFAS 化合物,，采用 MassHunter PCDL 數(shù)據(jù)庫管理軟件，建立了含有二級質(zhì)譜圖的 PCDL 庫,，可以實(shí)現(xiàn)受 AFFF 影響環(huán)境水體中 PFAS 的快速可疑篩查,。圖 2 顯示的是一種新型替代物 PFHxSNO 在不同碰撞能下的二級質(zhì)譜圖及其碎裂方式。對相應(yīng)的碎片結(jié)構(gòu)式進(jìn)行理論 m/z 計(jì)算后,，發(fā)送到 PCDL 管理軟件中,，即可生成該化合物的標(biāo)準(zhǔn)化的二級質(zhì)譜圖。
圖 2. PFHxSNO 在不同碰撞能（10, 20, 40V）下的二級譜圖及解析出的結(jié)構(gòu)式
基于上述識別出的 PFAS 建立的 PCDL 譜庫,，可以采用數(shù)據(jù)非依賴的采集模式,，按照可疑篩查流程實(shí)現(xiàn)快速篩查水體及其它復(fù)雜基質(zhì)中的 PFAS。如圖 3 所示,，通過結(jié)合 PCDL 庫的分子式和二級質(zhì)譜碎片離子信息檢索發(fā)現(xiàn),，所采集的受 AFFF 影響的水樣中含有 6:2 FTAB 的母離子和多個(gè)特征碎片離子（圖 3-A），而且母離子和碎片離子色譜峰共流出,，共流出比值接近 1（圖 3-B）,，由此表明該水體樣品中含有 6:2 FTAB，一種新型的用于消防泡沫生產(chǎn)中的 PFAS,。
圖 3. 非數(shù)據(jù)依賴采集結(jié)合 PCDL 庫篩查受影響水體中發(fā)現(xiàn)存在 FTAB
基于數(shù)據(jù)非依賴型采集模式的可疑篩查流程較傳統(tǒng)模式效率更高,，且借助所建立的完備的 PFAS 譜庫（分子式結(jié)合碎片離子確證），通過一次進(jìn)樣即可識別近百種 PFAS,，從而大大提高篩查通量,。
安捷倫最近發(fā)布的新版的數(shù)據(jù)庫管理軟件 ChemVista 允許用戶應(yīng)用公共數(shù)據(jù)庫資源并快速轉(zhuǎn)化成安捷倫 MassHunter 平臺的數(shù)據(jù)庫格式，大大增強(qiáng)用戶應(yīng)用公共數(shù)據(jù)庫解析未知化合物的能力,。結(jié)合最新發(fā)布的安捷倫 MassHunter Explorer 軟件,，可以支持用戶在分子式水平快速篩查批量樣品中具有 PFAS 分子特征的色譜峰，然后結(jié)合二級質(zhì)譜信息和譜圖庫或結(jié)構(gòu)解析軟件對具有 PFAS 分子式特征的色譜峰進(jìn)一步解析（見示意圖 4）,，大大簡化并加快篩查解析流程,，增強(qiáng)未知 PFAS 解析的可靠性。
圖 4. 結(jié)合公共數(shù)據(jù)庫的 PFAS 可疑與非靶向篩查流程
隨著對 PFAS 相關(guān)的新污染物關(guān)注度的日益提升,，越來越多的研究者將研究目光投向環(huán)境介質(zhì)中未知 PFAS 的解析,、鑒定以及可能的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估中。上述基于超高效液相色譜-串聯(lián)四極桿飛行時(shí)間質(zhì)譜的 PFAS 篩查流程可以應(yīng)用到更為廣泛的環(huán)境介質(zhì)中的 PFAS 篩查。
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參考文獻(xiàn)：
1. Liu L.Q., Lu M.L., Cheng X., Yu G., Huang J. Environ. Intern., 2022 (167), 107398.
2. Agilent Application Note, 5994-6954ZHCN.
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