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婷良玳卯
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1 第 33 卷第 12 期 2014 年 12 月环境化学 ENVIRONMENTAL CHEMISTRY Vol. 33, No. 12 December 2014 使用 ACQUITY UPLC H Class 和 Xevo TQD 液相 / 串联质谱仪进行水中药物和个人护理产品 (PPCP) 的多残留分析 Claude Mallet Gareth Cleland Jennifer A Burgess ( 沃特世公司, 美国马萨诸塞州米尔福德 ) 近年来, 水体中存在的药物和个人护理产品 (PPCP) 残留在全世界范围内都受到了越来越多的关注. 这些新型污染物对人类健康的影响以及它们对环境的潜在影响尚未被完全了解. 随着人们的关注持续增长, 全世界许多政府机构开始资助相关的研究, 评估 PPCP 是否会导致有害的生态效应. 许多已发表的文章都提到, 在河流和溪流中存在万亿分之一 ( ) 水平的 PPCP, 因此需要能够检测这些痕量化合物的方法. 除了需要检测低水平的 PPCP, 另一个主要挑战在于化合物种类和结构广泛的化学多样性. 另外, 水样品的复杂性还要求分析方法能够适用于样品多样性. 本文介绍了井水和地表水样品中 78 种 PPCP( 包括酸性化合物碱性化合物和中性化合物 ) 的提取分离和检测. 1 实验部分 1.1 样品制备收集了两个不同类型的水样品, 分析前储存在 4 条件下. 含有低水平目标物 PPCP 的试剂级水样品进行对比分析以及作为空白对照. 试剂级水样品 :LC MS 级纯水 ( Fisher Chemical,Optima 牌 ); 井水样品 : 收集自当地的一个私人井水源 ; 地表水样品 : 收集自当地的一个水库. 提取流程在 Waters 6 cc Oasis MAX 和 6 cc Oasis MCX SPE 的串联小柱上进行.Oasis MCX 小柱连接在 Oasis MAX 小柱下面, 二者都使用 5 ml 甲醇和 5 ml 水过柱进行了预平衡. 使用适配器, 利用真空, 使水样品 (1 L) 以 10 ml min -1 的流速加载到两个叠加的小柱上. 加载完成, 就将叠加的小柱分开. 分别对每个小柱进行洗脱,Oasis MAX 小柱使用 5 ml 2% 的氢氧化铵水溶液进行淋洗. 提取分两个步骤实施, 首先用 5 ml 的甲醇进行提取 ( 中性 PPCP), 然后用 5 ml 含 5% 甲酸的甲醇提取 ( 酸性 PPCP). 两次提取液都收集到同一个 20 ml 的玻璃管中.Oasis MCX 小柱用 2% 的甲酸淋洗, 然后用 5 ml 含 5% 氢氧化铵的甲醇进行提取 ( 碱性 PPCP). 混合 MCX 和 MAX 提取液分, 在 60 下, 温和的氮气吹扫至干. 将干燥后的提取物复溶于 900 μl (2 450 μl)10 mmol L -1 的甲酸铵中. 接下来添加内标混合物 (100 μl), 使其达到 1.0 μg L -1 浓度. 基质校准标准液通过同样的方法制备, 只是对最终提取物的处理略有不同. 将干燥后的提取物复溶于 800 μl(2 400 μl)10 mmol L -1 的甲酸铵中, 然后加入 100 μl 内标混合物. 在不同浓度的 PPCP 的 10 mmol L -1 甲酸铵溶液中, 分别添加 100 μl 该溶液. 所加入的大多数化合物标准品的浓度范围是 μg L -1 ( μg L -1 ). 该范围相当于初始样品中 0.1 到 5.0 ng L -1 的浓度. 有头孢氨苄西诺沙星可待因皮质酮双氯青霉素红霉素吉非罗齐布洛芬酮洛芬萘普生托芬那酸去炎松和华法林等 13 种化合物的检测限较高, 它们的分析范围是 1 0 到 50.0 μg L -1 ( 相当于样品中 1.0 到 50.0 ng L -1 ). 内标混合物由 3 种同位素标记标准品组成 : 西咪替丁 d3 N 甲基 d3 氯苯那敏 d6 马来酸盐 N,N 二甲基 d6 和吉非罗齐 d6 2,2 二甲基 d6( 购自 C / D / N Isotopes Inc). 1.2 UPLC 条件系统 : ACQUITY UPLC H Class; 运行时间 : 8.0 min; 色谱柱 : ACQUITY UPLC HSS T3 C μm, mm; 柱温 :60 ; 流动相 A: 10 mmol L -1 甲酸铵水溶液,pH 3.2, 流动相 B: 10 mmol L -1 甲酸铵甲醇溶液,pH 3.2; 洗脱程序 : 5 min 线性梯度, 从 5%(B) 增加至 95%(B); 流速 : ml min -1 ; 进样体积 : 100 L. 1.3 MS 条件 MS 系统 : Xevo TQD; 电离模式 : ESI+ / -; 毛细管电压 : 3.0 kv; 锥孔电压 : 30.0 V; 源温度 : 150 ; 脱溶剂气温度 : 550 ; 脱溶剂气 : 1100 L h -1 ; 锥孔气流速 : 50 L h -1 ; 1.4 LC MS / MS 选择并优化了 PPCP 的两种 MRM 离子对 ( 定量和定性 )( 表 1). 使用 mm 1.7 μm ACQUITY UPLC HSS T3

2 使用 ACQUITY UPLC H Class 和 Xevo TQD 液相 / 串联质谱仪进行 12 期 Claude Mallet 等 : 水中药物和个人护理产品 (PPCP) 的多残留分析 2221 分析色谱柱, 流动相由甲醇 / 10 mmol L -1 甲酸铵水溶液 (ph 3.2) 组成.Optima LC MS 级甲醇, 水购自 Fisher Scientific. 表 1 化合物电离模式母离子锥孔电压产物离子 CE 保留时间 / min 6d 甲基强的松龙 ESI 对乙酰氨基酚 ESI 阿替洛尔 ESI 阿奇霉素 ESI 必可酮 ESI 苯佐卡因 ESI 溴己新 ESI 盐酸丁咯地尔 ESI 卡拉洛尔 ESI 头孢氨苄 ESI 氯苯那敏 ESI 西布特罗 ESI 西咪替丁 ESI 西诺沙星 ESI 可卡因 ESI 可待因 ESI 皮质酮 ESI 可的松 ESI 可替宁 ESI 氨苯砜 ESI 地塞米松 ESI 双氯青霉素 ESI 乙胺嗪 ESI 二氟沙星 ESI 异羟基洋地黄毒甙 ESI 地尔硫卓 ESI 苯海拉明 ESI 恩诺沙星 ESI 红霉素 ESI 氟罗沙星 ESI 氟甲喹 ESI 氟米松 ESI 吉非罗齐 ESI 氢化可的松 ESI 异丁苯丙酸 ESI NA 交沙霉素 ESI 酮洛芬 ESI NA 左旋咪唑 ( 四咪唑 ) ESI 林可霉素 ESI 美托洛尔 ESI 咪康唑 ESI PPCP 的 MRM 调谐参数和保留时间化合物电离模式母离子锥孔电压产物离子 CE 保留时间 / min 萘啶酸 ESI 萘普生 ESI 氧氟沙星 ESI 奥芬达唑 ESI 氧烯洛尔 ESI 青霉素 G ESI 吡喹酮 ESI 普鲁卡因 ESI 异丙嗪 ESI 乙胺嘧啶 ESI 雷尼替丁 ESI 利福昔明 ESI 罗红霉素 ESI 沙丁胺醇 ( 舒喘宁 ) ESI 司帕沙星 ESI 苯甲酰磺胺 ESI 磺胺嘧啶 ESI 磺胺二甲氧嘧啶 ESI 磺胺多辛 ESI 磺胺甲基嘧啶 ESI 磺胺对甲氧嘧啶 ESI 磺胺二甲嘧啶 ESI 磺胺甲二唑 ESI 磺胺甲噁唑 ESI 磺胺甲氧哒嗪 ESI 磺胺吡啶 ESI 特比萘芬 ESI 特硝唑 ESI 泰妙菌素 ESI 噻氯匹定 ESI 替米考星 ESI 甲苯磺丁脲 ESI 托芬那酸 ESI 去炎松 ESI 曲安奈德 ESI 三氯卡班 ESI 甲氧苄氨嘧啶 ESI 曲普利定 ESI 妥洛特罗 ESI 华法林 ESI 甲苄噻嗪 ESI

3 2222 环境化学 33 卷 2 结果与讨论 82 种化合物的色谱图如图 1 所示, 其中 5 种化合物 ( 异羟基洋地黄毒甙氟罗沙星红霉素 6 甲基强的松龙和甲苯磺丁脲 ) 在使用该提取方案处理井水和地表水样品时的回收率较差, 因此, 在进行定量分析时排除了这些化合物. 图 1 不同种类 PPCP 化合物的示例 MRM 色谱图. 为了确保没有导致 PPCP 的残留或误检, 检测了试剂级纯水空白样品, 使用 SPE 方案对该试剂级空白水样品进行了浓缩, 对提取后的该样品以及在提取后加入了 PPCP 的该样品进行了比较. 结果表明, 试剂级水样品中只检测到恩诺沙星氟罗沙星利福昔明和地尔硫卓等 4 种含量在 0.1 ng L -1 水平以上的 PPCP. 检测试剂级纯水样品时, 这 4 种化合物均未在 1 ng L -1 水平以上有所响应. 在最低校准点以下检测到 46 种化合物, 还有 28 种化合物没有在试剂级空白水样品中检测到. 为了评估该方法的定量分析能力, 选择了 3 种氘代化合物作为内标. 除了试剂级纯水空白, 还使用了井水样品和地表水样品来证明该方法在不同水基质中表现出的性能. 在以 3 种氘代化合物作为内标的初始试验中, 适用该提取方法的 78 种 PPCP 中的 58 种都获得了优异的定量结果. 为了对其它化合物进行定量, 还需要选择额外的内标进行进一步的研究. 加标量为 1 ng L -1 的 58 种化合物的回收率如图 2 所示. 对于含有适当内标的 PPCP,R 2 值的范围在到之间 ( 线性拟合,1 / x 加权 ), 所使用的内标和每种化合物的线性回归 R 2 值如表 2 所示.

4 １２期ＣｌａｕｄｅＭａｌｌｅｔ等使用ＡＣＱＵＩＴＹＵＰＬＣＨＣｌａｓｓ和ＸｅｖｏＴＱＤ液相串联质谱仪进行图２表２２２２３水中药物和个人护理产品ＰＰＣＰ的多残留分析不同水基质加入１ｎｇＬ１ＰＰＣＰ后的回收率每种化合物的定量分析的内标及所得的校准曲线的Ｒ２值化合物所使用的内标萘啶酸利福昔明甲氧苄氨嘧啶红霉素交沙霉素林可霉素罗红霉素替米考星阿奇霉素泰妙菌素磺胺嘧啶磺胺多辛磺胺甲基嘧啶磺胺对甲氧嘧啶甲苄噻嗪溴己新盐酸丁咯地尔噻氯匹定吉非罗齐吉非罗齐ｄ６华法林吉非罗齐ｄ６普鲁卡因Ｒ２化合物所使用的内标妥洛特罗西布特罗氯苯那敏西咪替丁异丙嗪曲普利啶苯海拉明雷尼替丁对乙酰氨基酚可卡因可待因氨苯砜乙胺嘧啶特比萘芬特硝唑咪康唑左旋咪唑四咪唑奥芬达唑吡喹酮０９９２苯佐卡因Ｒ２０９９７０９９７０９９２

5 ２２２４环境化学３３卷为了评估３种水样品的基质效应将未进行提取的试剂级纯水样品中的标准品响应与加入了１ｎｇＬ１ＰＰＣＰ的试剂级水样品提取物井水样品提取物和地表水样品提取物中的标准品响应作了比较结果如图３所示试剂级纯水样品中大多数ＰＰＣＰ的基质效应小于２０表明该水样品的洁净度很高井水样品和地表水样品中一半以上ＰＰＣＰ的基质效应大于２０地表水样品的复杂性显然较高其中约三分之一化合物的基质效应大于５０图３３种不同类型的水样品中不同ＰＰＣＰ的基质效应的饼状图该提取方法被用于评估井水样品和地表水样品中当前的ＰＰＣＰ水平在井水样品中在０１ｎｇＬ１水平以上检测到２种ＰＰＣＰ磺胺甲噁唑０９７ｎｇＬ１和阿替洛尔０３２ｎｇＬ１而在该水平以下检测到１４种ＰＰＣＰ在地表水样品中在０１ｎｇＬ１水平以下检测到１７种ＰＰＣＰ３结论开发了一种针对多种ＰＰＣＰ包括酸性化合物碱性化合物和中性化合物进行提取浓缩和定量分析的方法使用ＡＣＱＵＩＴＹＵＰＬＣＨＣｌａｓｓ系统和小型台式ＸｅｖｏＴＱＤ仅通过单次进样就能分析所有的化合物成功实施了灵敏的检测达到了１０１５的检测限并且使用该方法检测了地表水和井水样品中的残留关键词环境个人护理产品水内分泌干扰物ＰＰＣＰ

UPLC 条件系统 : ACQUITY UPLC H-Class 运行时间 : 8. min 色谱柱 : ACQUITY UPLC HSS T3 C µm,2.1 x 1 mm 柱温 : 6 C 流动相 A: 1 mm 甲酸铵水溶液, ph 3.2 流动相 B: 1 mm 甲酸铵甲醇

UPLC 条件系统 : ACQUITY UPLC H-Class 运行时间 : 8. min 色谱柱 : ACQUITY UPLC HSS T3 C µm,2.1 x 1 mm 柱温 : 6 C 流动相 A: 1 mm 甲酸铵水溶液, ph 3.2 流动相 B: 1 mm 甲酸铵甲醇使用 ACQUITY UPLC H-Class 和 Xevo TQD 液相 / 串联质谱仪进行 Claude Mallet, Gareth Cleland 和 Jennifer A. Burgess 沃特世公司 ( 美国马萨诸塞州米尔福德 ) 应用优势对具有广泛化学多样性的低浓度化合物进行提取和浓缩使用单一的 LC-MS/MS 方法分离和检测 PPCP 在亚万亿分之一范围内进行 PPCP 的定量