前言尽管现代农用化学品较易降解, 但水中的除草剂残留物和除草剂代谢物仍然是一个严重的环境问题即使是适度使用, 在地表水地下水和自来水中还是可以发现水溶性除草剂因此, 除草剂和除草剂代谢物的监测对于确保水质非常重要典型的水中除草剂分析工作流程需要通过固相萃取 (SPE) 富集目标分析物随着

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坪马佳
5 years ago
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使用 Agilent 1200 Infinity 系列在线 SPE 解决方案检测饮用水地表水和地下水中的痕量除草剂应用简报环境作者 Bettina Schuhn Edgar Naegele 和 Thomas Glauner 安捷伦科技公司 Waldbronn, Germany 摘要本应用简报展示了 Agilent 1200 Infinity

1 使用 Agilent 1200 Infinity 系列在线 SPE 解决方案检测饮用水地表水和地下水中的痕量除草剂应用简报环境作者 Bettina Schuhn Edgar Naegele 和 Thomas Glauner 安捷伦科技公司 Waldbronn, Germany 摘要本应用简报展示了 Agilent 1200 Infinity 系列在线 SPE 解决方案与 Agilent 6460 三重四极杆 LC/MS 系统联用分析水中痕量除草剂的性能该方法符合德国 DIN 标准 , 适用于测定与地表水和饮用水质量相关的所选中性除草剂和除草剂代谢物该方法的性能已经在实验室间验证研究中成功通过测试本文给出了实际水样的线性峰面积和保留时间 (RT) 精度以及浓度精度

2 前言尽管现代农用化学品较易降解, 但水中的除草剂残留物和除草剂代谢物仍然是一个严重的环境问题即使是适度使用, 在地表水地下水和自来水中还是可以发现水溶性除草剂因此, 除草剂和除草剂代谢物的监测对于确保水质非常重要典型的水中除草剂分析工作流程需要通过固相萃取 (SPE) 富集目标分析物随着检测系统灵敏度的逐渐提高, 分析人员开始倾向于使用直接进样或在线 SPE 方法分析水样因此, 水废水和污泥检测可以使用新的标准方法, 通过直接进样或在线 SPE 分析除草剂和除草剂代谢物本应用简报介绍的方法包括与地表水和饮用水相关的 27 种除草剂和除草剂代谢物, 符合德国 DIN 标准的要求该方法基于 1200 Infinity 系列在线 SPE 解决方案进行本文展示了地下水自来水和地表水等不同类型水样使用 27 种相关浓度除草剂加标后的分析结果所有除草剂在饮用水中的最大残留限量为 0.1 µg/l, 除草剂残留物定量分析方法的定量限应低于 µg/l 1,2 在大体积水样进样时通过联用 HPLC 与三重四极杆质谱可实现低 ng/l 浓度测量 1200 Infinity 系列在线 SPE 解决方案基于 Agilent 1290 Infinity Flexible Cube 实现在线富集, 采用 Agilent 1260 Infinity 四元泵, 并可通过多次抽取工具包进行体积最大可达 1800 µl 样品的大体积进样同时使用一台 HPLC 泵和 1290 Infinity Flexible Cube 中的一台低压柱塞泵, 可以在 SPE 捕集柱上富集样品并实验部分仪器 Agilent 1200 Infinity 系列在线 SPE 解决方案在同一次运行中在分析柱上进行色谱分离使用一个 2 位 /10 通阀进行交替操作两根捕集柱, 显著提高了样品通量与手动或自动离线 SPE 方法相比, 使用 Agilent 1200 Infinity 系列在线 SPE 解决方案可以节省检测水中痕量除草剂所需的时间溶剂和人力型号 Agilent 1260 Infinity 四元泵, 配有内部脱气机和 LAN 卡 (G1369C) G1311B Agilent 1260 Infinity 标准自动进样器, 带有 900 µl 计量头 (G ) G1329B Agilent 1290 Infinity 恒温器 G1330B Agilent 1290 Infinity Flexible Cube G4227A Agilent 1200 Infinity 系列在线 SPE 启始工具包 ( 附带一个 2 位 /10 通阀 ) G4742A 具有安捷伦喷射流技术的 Agilent 6460 三重四极杆 LC/MS 系统 G6460A 采集和评估软件安捷伦三重四极杆质谱仪 MassHunter 数据采集软件, 版 Agilent MassHunter Optimizer 软件,06.00 版 Agilent MassHunter 离子源和 ifunnel Optimizer 软件,06.00 版 Agilent MassHunter 定性分析软件,05.02 版 Agilent MassHunter 定量分析软件,06.00 版 2

3 1290 Infinity Flexible Cube 设置阀 :2 位 /10 通 Quick-Change 快速切换阀溶剂选择阀 : 溶剂 A1: 水, 溶剂 B1: 乙腈系统配置 1290 Infinity 系列在线 SPE 解决方案包含一个 2 位 /10 通阀, 两根捕集柱, 一台柱塞泵和一个溶剂选择阀 3 SPE 小柱包含的 PLRP-S 相 ( 交联苯乙烯 - 二乙烯基苯共聚物 ) 不含硅醇基和重金属离子, 是一种高度均质材料 SPE 小柱可重复使用 (> 200 次进样 ), 老化和洗脱所需的溶剂量较少色谱条件液相色谱方法参数设置分析柱 Agilent ZORBAX Eclipse Plus C18, mm, 3.5 µm( 部件号 ) Agilent 1290 Infinity 在线过滤器 (0.3 µm)( 部件号 ) 捕集柱两个保护柱卡套 ( 部件号 ) PLRP-S 小柱, mm,15-20 µm( 部件号 ) 6 ml 螺纹口样品瓶 ( 玻璃, 部件号 ), 螺纹口瓶盖 ( 部件号 ), 预穿孔隔垫 ( 部件号 ) 流动相 A = 水溶液,5 mm 甲酸铵 + 0.1% 甲酸 B = 乙腈 + 5% 水,5 mm 甲酸铵 + 0.1% 甲酸梯度 0 分钟时 2% B 2 分钟时 2% B 2.5 分钟时 25% B 12 分钟时 100% B 22.1 分钟时 2% B 流速 0.4 ml/min 停止时间 22.1 min 后运行时间 10 min 进样量 900 µl 样品瓶 ( 甲醇 ) 进样针清洗抽取和进样速度 1000 µl/min 样品温度 5 C 柱温 30 C 表 1. Agilent 1290 Infinity Flexible Cube 的柱塞泵时间表时间功能参数 0 泵送一定时间泵送 60 s, 流速 :1 ml/min 通道 A1 2 右阀切换位置增大阀位置 ( 切换阀 ) 2.1 泵送一定时间泵送 180 s, 流速 :1.5 ml/min 通道 B1 6 泵送一定时间泵送 300 s, 流速 :1.5 ml/min 通道 A1 3

4 操作原理 1290 Infinity Flexible Cube 中的柱塞泵用于将样品从自动进样器泵入捕集柱, 同时在每次进样后可用多达三种不同溶剂冲洗这些捕集柱自动进样器与柱塞泵相连, 将样品直接载入其中一个捕集柱 (SPE 1), 而另一个捕集柱 (SPE 2) 位于分析柱前端并与 LC 泵相连 ( 图 1) 样品载入第一个捕集柱时, 切换 2 位 /10 通阀, 改变捕集柱的位置 ( 图 2) 改变捕集柱位置后,HPLC 泵会输送梯度溶剂, 将样品从捕集柱 (SPE 1) 反冲到分析柱中与此同时, 清洗上一次运行使用的捕集柱 (SPE 2) 并重新平衡操作人员可以通过 1290 Infinity Flexible Cube 中的溶剂选择阀使用多达三种溶剂进行清洗和重新平衡捕集柱图 1. Agilent 1290 Infinity Flexible Cube 柱塞泵正在装载第一个 SPE 捕集柱 ( 红色 ), 而第二个 SPE( 蓝色 ) 则位于流路中分析柱之前图 2. Agilent 1290 Infinity Flexible Cube 交替使用 SPE 柱,SPE 1 现位于分析柱之前, 而 SPE 2 先清洗, 然后装载新样品 4

5 使用 Agilent MassHunter 离子源和 ifunnel Optimizer 软件对安捷伦喷射流离子源参数进行优化配备正离子电喷雾安捷伦喷射流技术的 6460 三重四极杆 LC/MS 系统的离子源条件如下表所示 : 色谱条件质谱方法参数设置干燥气温度 260 C 干燥气流速 9 L/min 雾化器压力 45 psi 鞘气温度 300 C 鞘气流速 12 L/min 毛细管电压 3500 V 喷嘴电压 500 V Delta EMV 400 V 使用 6460 三重四极杆 LC/MS 系统的多反应监测 (MRM) 模式检测除草剂和除草剂代谢物所有目标化合物的 MRM 离子对均使用 MassHunter Optimizer 软件进行优化每种除草剂标准品均采用流动注射进样, 以优化碎裂电压和碰撞能量在最终的动态 MRM (DMRM) 方法中, 每种化合物使用两个 MRM 离子对表 2 所示为 27 组除草剂, 每种子离子 ( 定量离子和定性离子 ) 的碎裂电压和碰撞能量均为最佳值通过在标准 MRM 模式下分析除草剂混合物标准品, 确定所有目标化合物的保留时间 (RT) 然后使用 MassHunter 采集软件中的更新 MRM 方法自动生成 DMRM 方法分析周期为 500 ms 时,DMRM 方法的最小驻留时间为 ms, 最大驻留时间为 ms, 最大 MRM 并发数为 24 化学品所有试剂均为 LC/MS 级乙腈购自德国 Merck 公司新制超纯水产自配置 LC-Pak Polisher 和 0.22 μm 膜式终端过滤器 (Millipak) 的 Milli-Q Integral 水纯化系统甲酸 ( 部件号 G ) 和甲酸铵 ( 部件号 G ) 来自安捷伦科技公司所有除草剂标准品均购自德国 Dr. Ehrenstorfer 公司, 浓度为 100 µg/ml ( 溶于乙腈溶液 ) 使用不同储备液制备质量控制 (QC) 标准品 ( 浓度为 1 µg/ml 的乙腈溶液 ) 用自来水将 QC 稀释至 0.1 µg/l 样品使用不同浓度的各种储备液对四份不同水样加标样品为 : 样品 1: 自来水 ( 用 50 mg/l 硫代硫酸钠淬灭残留的水消毒剂 ) 样品 2: 地下水样品 3: 地表水样品 4: 地表水 ( 高废水含量 ) 将水样以 rpm 的转速离心 5 分钟, 然后直接进样 5

6 表 2. MRM 和 DMRM 方法表中列出了所有 27 种除草剂及其母离子子离子最佳碰撞能量最佳碎裂电压和保留时间化合物母离子种类母离子母离子 + 加合物子离子 1 CE (V) 子离子 2 CE (V) 碎裂电压 (V) 2,6- 二氯苯甲酰胺 [M+H] 甲草胺 [M+H] 莠去津 [M+H] 脱乙基莠去津 [M+H] 脱异丙基莠去津 [M+H] 啶酰菌胺 [M+H] 除草定 [M+H] 卡马西平 [M+H] 毒虫畏 [M+H] 杀草敏 [M+H] 杀草敏 - 甲基 - 脱苯基 [M+H] 毒死蜱 [M+H] 绿麦隆 [M+H] / 敌草隆 [M+H] / 甜菜呋 [M+NH 4 ] 异丙隆 [M+H] 环草定 [M+H] 甲霜灵 [M+H] 苯嗪草酮 [M+H] 吡唑草胺 [M+H] 异丙甲草胺 [M+H] 嗪草酮 [M+H] 二甲戊乐灵 [M+H] 喹氧灵 [M+H] 西玛津 [M+H] 特丁津 [M+H] 脱乙基特丁津 [M+H] 保留时间 (min) 6

7 结果与讨论从四种水样 ( 包括自来水地下水和两种不同地表水 ) 中测定 27 种除草剂图 3 显示了所有化合物的色谱图 ( 自来水标准溶液,50 ng/l) 配制了含有所有 27 种除草剂的 1000 ng/l 储备液制备了一系列浓度最低为 10 ng/l 的自来水稀释溶液, 以进行 ng/l 六种浓度的校准在校准过程中和不同样品之间对 QC (100 ng/l) 进行测定, 以确保测量始终保持高精度在所有实验中,27 种目标化合物中绝大多数 QC 样品的回收率均在可接受的范围内图种除草剂浓度均为 50 ng/l 的校准标样的 DMRM 色谱图大多数化合物六种浓度下的校准曲线均具有极好的线性, 相关系数均大于不需要进行加权曲线就能通过原点观察到甜菜呋的定量限 (LOQ) 较高, 校准曲线的线性相关系数较低 (> 0.973) 图 4 所示为异丙甲草胺 ( 一种非极性除草剂 ) 的校准曲线, 保留时间为 11 分钟其校准曲线表现出优异的线性, 相关系数大于该色谱图显示了加标地表水 ( 样品 3) 的定量离子和定性离子的叠加结果测量估计浓度为 50 ng/l, 与加标参考值匹配图 4. 六种校准浓度下 ( ng/l) 异丙甲草胺的校准曲线三角形代表浓度为 100 ng/l 的 QC 样品色谱图所示为实测浓度 50 ng/l 的加标地表水样品中的异丙甲草胺 ( 保留时间为 11 分钟 )( 参考值 :50 ng/l) 7

8 表 3 和表 4 汇总了实验室间验证研究的结果表 3 所示为加标自来水 ( 样品 1) 和加标地下水 ( 样品 2) 的定量结果, 表 4 所示为基于外标校准法的两个加标地表水样品 ( 样品 3 和 4) 的结果对每个样品的四次运行结果取平均值, 计算得出峰面积的相对标准偏差 (%RSD) 表中列出了参考值并计算了表观回收率, 偏离参考值超过 20% 的结果分别以橙色和红色突出显示样品 1 中, 大多数化合物的表观回收率与参考值之间的偏差小于 20% 大多数化合物的表观回收率较高, 有一种化合物 ( 毒死蜱 ) 在自来水中的参考值高于在线 SPE 实测浓度大多数化合物四次运行的峰面积 RSD 低于 5%, 有四种除草剂的 RSD 低于 9% 表 3 还显示了加标地下水 ( 样品 2) 的在线 SPE 结果除甜菜呋之外, 所有化合物的峰面积 RSD 均低于 4% 大多数化合物具有良好的表观回收率与样品 1 相比, 样品 2 中的一些化合物与参考值之间的偏差略高样品 1 和 2 中特丁津和莠去津的估计浓度略高于参考值地表水 ( 样品 3 和 4) 的基质含量较高, 并且含有一些颗粒物质为了防止样品中的细小颗粒损坏分析柱, 在柱前安装了一个在线过滤器表 3. 加标自来水 ( 样品 1) 和加标地下水样品 ( 样品 2) 的实验室间验证研究结果化合物样品 1( 自来水 ) 样品 2( 地下水 ) 平均值 (n = 4) (µg/l) 峰面积 %RSD 参考值 (µg/l) 表观回收率 (±20%) 平均值 (n = 4) (µg/l) 峰面积 %RSD 参考值 (µg/l) 杀草敏 - 甲基 - 脱苯基 ,6- 二氯苯甲酰胺脱异丙基莠去津苯嗪草酮杀草敏脱乙基莠去津嗪草酮除草定西玛津卡马西平脱乙基特丁津绿麦隆吡唑草胺甲霜灵莠去津环草定异丙隆敌草隆甜菜呋啶酰菌胺特丁津甲草胺异丙甲草胺毒虫畏毒死蜱喹氧灵二甲戊乐灵表观回收率 (±20%) 8

9 表 4 汇总了加标地表水的结果 ( 样品 3) 除甜菜呋的 RSD 为 12% 之外, 所有化合物的峰面积 RSD 均低于 5% 大多数分析物的表观回收率均在可接受的范围内 ( 参考值的 %), 而脱乙基莠去津吡唑草胺特丁津和甲草胺的估计浓度超出参考值 20% 以上, 喹氧灵的表观回收率则低于 60% 在污水含量较高的第二个加标地表水样品 ( 样品 4) 中, 大多数化合物的峰面积 RSD 值小于 5%, 估计浓度接近预期浓度其中有六种除草剂的估计浓度低于参考值的 80% 总之, 在线 SPE 结果显示所有被分析水样均具有良好的表观回收率某些水样的计算浓度超出参考值约 30% 样品 4 中, 三种疏水性最强的化合物回收率低于参考值的 80% 但回收率的变化与化合物极性之间没有关联在系统中交替使用捕集柱进样样品 1 ( 自来水 ) 和样品 2( 地下水 )8 次, 以进行统计评估, 评估其重现性以及峰面积和 RT 精度捕集柱和各次运行之间的峰面积精度和重现性非常出色数据评估表明, 峰面积精度 RSD 一般低于 3%, 但也有一些例外情况, 如极性极高的除草剂和非极性除草剂, 其峰面积 RSD 大于 5% 表 4. 两份加标地表水样 ( 样品 3 和 4) 的实验室间验证研究结果化合物样品 3( 地表水 ) 样品 4( 地表水 ) 平均值峰面积参考值 (n = 4) (µg/l) %RSD (µg/l) 表观回收率 (±20%) 平均值 (n = 4) (µg/l) 峰面积 %RSD 参考值 (µg/l) 杀草敏 - 甲基 - 脱苯基 ,6- 二氯苯甲酰胺脱异丙基莠去津苯嗪草酮杀草敏脱乙基莠去津嗪草酮除草定西玛津卡马西平脱乙基特丁津绿麦隆吡唑草胺甲霜灵莠去津环草定异丙隆敌草隆甜菜呋啶酰菌胺特丁津甲草胺异丙甲草胺毒虫畏毒死蜱喹氧灵二甲戊乐灵表观回收率 (±20%) 9

10 地下水 ( 样品 2) 的 RT 精度也十分出色所有检测化合物均表现出优异的 RT 精度, 平均标准偏差为 ±0.9 s, RSD < 0.1% 结论地下水和地表水是饮用水生产的来源, 因此监测除草剂浓度十分重要本应用简报介绍了一种 Agilent 1200 Infinity 系列在线 SPE 解决方案与 Agilent 6460 三重四极杆 LC/MS 系统联用, 测定水中相关除草剂和除草剂代谢物的方法通过在实验室间验证研究中测定样品展示该方法性能实验证明, 对于校准用加标自来水中的大查找当地的安捷伦客户中心 : 多数目标化合物, 该系统能够实现高达 95% 的表观回收率, 并且该方法在分析不同类型水样时可获得高度重现的结果大多数目标化合物的峰面积精度小于 5% RT 精度显示其 RSD 小于 0.1% 大多数化合物表现出优异的线性, 其相关系数 R 2 为实验室间验证研究期间检测的四种不同水样中, 大多数化合物的表观回收率在 20% 的可接受范围内自动富集处理使常规的三重四极杆质谱仪能够获得更低的检测限并快速完成水样分析, 而无需进行耗时的样品前处理或使用 SPE 萃取柱进行离线富集参考文献 1. DIN (Draft): German standard methods for the examination of water, waste water and sludge - Jointly determinable substances (group F) - Part 35: Determination of selected neutral and alkaline plant treatment agents using high performance liquid chromatography and mass spectrometric detection (HPLC-MS/ MS) (F 36) 2. EU Council, Directive on the Quality of Water Intended for Human Consumption, 98/83/EC, E. Naegele, Quantification of trace-level herbicides in drinking water by online enrichment with the Agilent 1290 Infinity Series Online-SPE Solution and Triple Quadrupole MS DetectionAgilent 1290 Infinity Series Online-SPE Solution and Triple Quadrupole MS Detection(Agilent 1290 Infinity 系列在线 SPE 解决方案与三重四极杆质谱仪联用实现在线富集以定量检测饮用水中的痕量除草剂 ), 安捷伦科技应用简报, 2013, 出版号 EN 免费专线 : , ( 手机用户 ) 联系我们 : LSCA-China_800@agilent.com 在线询价 : 本文中的信息说明和指标如有变更, 恕不另行通知安捷伦科技 ( 中国 ) 有限公司, 年 6 月 1 日, 中国出版 CHCN

前言本研究开发出的高效固相萃取 (SPE) 样品前处理流程适用于同时提取血浆中的变肾上腺素去甲变肾上腺素和 3- 甲氧酪胺 ( 图 1) 将不同浓度的各种分析物加入至洁净血浆中可制得校准物液相色谱 / 三重四极杆质谱仪 (LC/MS/MS) 非常适用于像上述多种分析物的快速分析色谱系统采用

前言本研究开发出的高效固相萃取 (SPE) 样品前处理流程适用于同时提取血浆中的变肾上腺素去甲变肾上腺素和 3- 甲氧酪胺 ( 图 1) 将不同浓度的各种分析物加入至洁净血浆中可制得校准物液相色谱 / 三重四极杆质谱仪 (LC/MS/MS) 非常适用于像上述多种分析物的快速分析色谱系统采用利用 LC/MS/MS 定量分析血浆中的变肾上腺素类化合物和 3- 甲氧酪胺使用 Agilent SimpliQ WCX SPE 129 Infinity 液相色谱和 646 三重四极杆液质联用系统应用简报临床研究作者 Linda Côté 与 Christophe Deckers 加拿大安捷伦科技公司 St-Laurent, Québec, Canada 摘要本研究中开发出了一种用于血浆中变肾上腺素