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1 沃特世应用文集 环境

2 XEVO 最终完美的 定量MS解决方案 NEW AD? 您追求的是耐用可靠的Xevo TQD 还是Xevo TQ-S micro 的高灵敏度 也许您亟需的是拥有StepWaveTM强大功能 的Xevo TQ-S的卓越性能 来应对极度复杂的分析 敬 请访问waters.com/ X EVO 我们将为您奉上最完美的 MS/MS系统 XEVO TQ-S 隆重推出 XEVO TQ-S micro XEVO TQD 制药 n 健康科学 n 食品 n 环境 n 化工 214年 沃特世公司 Waters Xevo和The Science of What s Possible是沃特世公司的注册商标 StepWave是沃特世公司的商标

3 沃特世是水质分析检测系统开发领域的领导者 可提供分析标准品与试 剂 色谱柱和样品制备产品 仪器以及数据管理软件 我们全面的解决方案让环境实验室能够鉴定多种化合物 满足法规要求 降 低运营成本 提高生产效率 帮助保障公共安全 [ 二恶英/持久性有机污染物 ] 使用配备APGC的Xevo TQ-S将二恶分析中的残留降至最低... 4 [ 全氟烷基和多氟烷基化合物(PFAS) ] 使用UPLC/带有离子淌度的质谱检测和鉴定环境样品中的 全氟烷基和多氟烷基化合物(PFAS)... 7 [ 多环芳香烃(PHA) ] 野生禽鸟蛋中多环芳烃检测的快速样品制备...16 [ 药品和个人护理用品类污染物(PPCP) ] 水中药品和个人护理用品类污染物(PPCP)的多残留分析...23 鉴定环境水样品中药物残留成分的潜在代谢物...35 使用集成了科学信息系统的高分辨液质 筛查环境样品中的多种化合物...41 [ 农药 ] 饮用水样品中敌草快和百草枯的直接定量分析...47 利用超灵敏的UPLC/MS/MS直接定量分析饮用水样品中的酸性除草剂...55 在HRMS筛查实验中保持高浓度违规残留物的质量数准确度...65 [ 氨基甲酸酯 ] 比较沃特世Alliance HPLC氨基甲酸酯分析系统的性能和可靠性...68 [3]

4 技术简报 使用Xevo TQ-S和APGC 大幅降低二恶英分析中的样品残留 Adam Ladak 沃特世公司 美国马萨诸塞州比佛利 Kari Lynn Organtini和Frank L Dorman 宾夕法尼亚州立大学 美国宾夕法尼亚州 目的 样品残留显著降低至.7 与原方法得出的 消除不同样品之间的样品残留 确保对含 数值相比减小了 2 倍 基本消除了假阳性结果 有二恶英和呋喃的未知样品实现准确定量 的出现 背景 Cl O Cl Cl O Cl 当有机化合物在含有氯的环境下燃烧时 会产生二恶英和呋喃 例如 PVC 生产 纸 张漂白过程 以及火山爆发等自然原因 二恶英是剧毒物质 并且具有亲脂性 很 容易在多种动物体内积累 它们还是潜在 图1. 2,3,7,8-四氯二苯并二恶英 TCDD 的诱变剂和致癌物质 Xevo TQ-S和大气压气相色谱 APGC 组成 由峰高计算出初始样品残留为.15 图2 这一水平的样品残留会 了一个非常灵敏的检测系统 可以准确测 导致在批量分析中紧随其后的样品分析定量结果不准确 为将样品残 定出限制浓度的二恶英和呋喃 在分析未 留降低至可接受水平 进行了一系列实验 知浓度的样品时 可能会检测到浓度非常 高的化合物 因此 目标化合物的存在会 对下一次进样造成样品残留 进而导致定 量结果有误 将一台配置分流 / 不分流进样器的 A PGC 与 解决方案 本研究中列出了几种可能减少样品残留的方案 Waters Xevo TQ-S联用 对样品残留进行研 减少清洗过程的抽取/清除次数 究 进样器上安装有一根单鹅颈不分流衬 在衬管内放置玻璃棉 管 在进样前后进行五次壬烷清洗 将来 更改自动进样器的注射器类型 自惠灵顿实验室 安大略省圭尔夫 的CS 5 更改清洗溶剂 标准品按1:1比例稀释后注入 然后注入 使用不同衬管 几个壬烷空白样 [4]

5 技术简报 2 9通道AP+的MRM 339 > (PentalCDF) 1.8e7 EPA-CSS-d1 Sm (Mn 2 2) CS 5 1:1稀释 1.8e7 五氯代二苯并呋喃 2 9通道AP+的MRM 339 > (PentalCDF) 1.64e4 Nonane_blk_26 Sm (Mn 2 2) 壬烷 空白样1 1.64e4 2 9通道AP+的MRM 339 > (PentalCDF) 7.77e3 Nonane_blk_27 Sm (Mn 2 2) 壬烷 空白样2 7.77e3 图2. 五氯代二苯并呋喃的提取离子色谱图 图中显示在优化进样循环参数之前约有.15的样品残留 对各种方法分别进行测试 研究它们对1:1 CS 5标准品与随后进样的壬烷空白样之间的样品残 留响应产生了怎样的影响 结果显示将清洗溶剂更换为甲苯和壬烷 同时使用Restek Uniliner衬管 表1 时 样品残留的降幅最大 通过这两个变化的结合 样品残留大幅降低至.7 与原 始数值相比减小了2倍 图3 基本上消除了假阳性结果的出现 标准品CS 5 1:1稀释 峰高 壬烷空白样 峰高 无样品抽取/清除循环 31,5, 23,9 入口无玻璃棉 8,25, 217 供应商1提供的注射器 9,4, 92 供应商1提供的气密注射器 8,19, 116 供应商2提供的气密注射器 甲苯/壬烷清洗1 7,8, 132 2,76, 528 甲苯/壬烷清洗2 8,58, 838 使用1. µl Uniliner衬管 4,17, 126 使用.5 µl Uniliner衬管 2,42, 166 参数 表1. 依次应用不同进样循环参数对五氯代二苯并呋喃样品残留的影响 使用配备APGC的Xevo TQ-S将二恶分析中的残留降至最低 [5]

6 技术简报 安装Uniliner衬管 CS 5 1:1稀释.5 μl 进样 甲苯和壬烷清洗5次 2 9通道AP+的MRM 339 > (PentalCDF) 2.42e6 Carryover_Assessment_13 Sm (Mn, 2 2) 2.42e6 CS 5 1:1稀释 五氯代二苯并呋喃 Carryover_Assessment_14 Sm (Mn, 2 2) 2 9通道AP+的MRM 339 > (PentalCDF) 166 壬烷 空白样1 166 图3. 五氯代二苯并呋喃的提取离子色谱图显示在实施进样循环参数优化之后样品残留大幅降低至.7 总结 为了确保在使用Xevo TQ-S和APGC分析二恶英和呋喃时实现准确定量 应采用正确的溶剂清洗方式 和入口衬管 进样前后应先用甲苯清洗五次 再用样品稀释液清洗五次 此外 入口还应安装 Uniliner衬管 本实验成功应用了RESTEK生产的顶部附近开孔Sky 4. mm内径的drilled Uniliner入口衬 管 部件号 Uniliner设计可以最大程度减少样品通路中的活性区域 减少进样口歧视 现象 分析柱通过压合密封直接与Uniliner衬管底部相连 避免样品接触到色谱柱入口下方进样 器的任何部位 从而最大程度地降低了样品残留 使用推荐配置进行分析 可以在低检出限下得到准确可靠的二恶英和呋喃分析结果 沃特斯中国有限公司 沃特世科技 上海 有限公司 Waters Xevo和The Science of What s Possible是沃特世公司的注册商标 其它所有商标均归各自拥有者所有 214 年沃特世公司 印制于中国 214年3月 ZH TC-PDF [6] 使用配备APGC的Xevo TQ-S将二恶分析中的残留降至最低 北京 上海 广州 成都 香港 免费售后服务热线 8 (4)

7 [ 应用纪要 ] 使用 UPLC/ 带有离子淌度的质谱检测和鉴定环境样品中的全氟烷基和全氟烷基化合物 (PFAS) 1 Michael McCullagh, 1 Mike Hodgkinson, 1 Leonard Dillon, 2 Bert van Bavel, 3 Jennifer A. Burgess, 和 2 Ingrid Ericson Jogsten 1 沃特世公司 ( 英国威姆斯洛 ) 2 MTM Research Centre, Örebro University, Örebro, Sweden 3 沃特世公司 ( 美国马萨诸塞州米尔福德 ) 应用优势 离子淌度功能, 可以将各种 PFOS 同分异构体与同分子量色谱共流生物基质干扰物分离出来 通过淌度, 净化谱图, 提高结构解析的效率 离子淌度漂移时间可用作鉴别 PFOS 异构体的常规筛选工作流程的鉴定信息 仅通过一次分析, 就能完成基于保留时间 母离子精确质量数 具有精确质量数的碎片信息以及离子淌度漂移时间的鉴定 沃特世解决方案 Oasis WAX 固相萃取小柱 ACQUITY UPLC I-Class 系统 ACQUITY UPLC BEH C 18 色谱柱 SYNAPT G2-S High Definition Mass Spectrometry (HDMS ) MassLynx 软件, 配备 UNIFI 科学数据管理系统 简介全氟烷基和多氟烷基化合物 (PFAS) 是一类人工合成的化合物, 常在生物和环境样品中被检测到 PFAS 在各种商业 工业工艺和产品中被广泛应用, 从灭火泡沫 杀虫剂制剂 防水涂层和地板蜡到食品接触类纸类产品的抗油涂层 类似许多人工合成的化合物, 与该化合物接触可导致癌症, 这已引发了人们的关注 全氟辛烷磺酸盐 (PFOS) 可通过生物或非生物的环境过程产生, 常在生物和环境样品中被检测到 基于 MRM 选择离子检测模式的 LC-MS/MS 分析技术已被用于海洋动物和人类血清中 PFOS 的研究 据 Benskin 等报道, 常见的基质干扰物 [ 牛磺去氧胆酸盐 (TDCA) 会使 PFOS 的定量分析变得更为复杂, 因为二者会有相同的 MRM( 离子对 )(m/z 499 m/z 8), 且干扰物质往往会与 PFOS 共洗脱, 因而导致正偏差 1,2 在该应用纪要中, 我们将采用离子淌度技术的 Waters ACQUITY UPLC I-Class 液质系统作为重要工具, 探索如何利用它们对环境样品中的 PFOS 异构体进行明确鉴定 3,4,5 该技术已被用于分析一系列的环境提取物 ( 包括水貂和鱼类肌肉 ) 中是否含有 PFOS 该技术结合了高分辨率质谱和离子淌度的高效检测和分离, 在解析复杂基质时, 具有许多独特的优势 离子淌度光谱法 (IMS) 是一种快速的正交气相分离技术, 能在 LC 分离的同时, 获得另一个维度的分离 它是根据化合物的大小 形状和电荷, 对化合物进行分离 此外, 仅通过一次进样, 就能同时获取所有待分析化合物的母离子和其子离子信息 关键词 PFOS 异构体, 漂移时间, 离子淌度, 谱图净化,PFAS,PFOS, 碰撞截面, CCS 环境样品中全氟烷基和多氟烷基化合物 (PFAS) 的检测和鉴定 1 [ 7 ]

8 [ 应用纪要 ] 实验 UPLC 条件 UPLC 系统 : ACQUITY UPLC I-Class ( 配备 PFC 试剂盒 ) 色谱柱 : ACQUITY UPLC BEH C 18 1 mm x 2.1 mm, 1.7 m 柱温 : 5 C 流速 :.3 ml/min 流动相 : 7 2 mm NH 4 Ac 的水溶液 / 3 2 mm NH 4 Ac 的甲醇溶液 /ACN 8/2 (A) mm NH 4 Ac 的 甲醇溶液 /ACN 8/2 (B) 梯度 : 时间 (min) A B Initial MS 条件 MS 系统 : SYNAPT G2-S 电离模式 : ES 脱溶剂气温度 : 55 C 采集模式 : 离子淌度 质量数范围 : 5 至 6 Da 采集速率 : 1 光谱 / 秒 毛细管电压 : 2.3 kv 锥孔电压 : 15V 离子淌度气体 : CO 2 和 N 2 碰撞能量范围 : 35 至 75 ev IMS 波 流速范围 : 4 m/s 和 55 m/s IMS 波高 : 4 V IMS 工作周期 : 1.8 ms 样品制备所有的水貂尸体 ( 未成熟和成熟的雄性 ) 均由持有执照的猎人提供, 在瑞典农业科学大学对其进行尸体剖检前, 冷冻保存 (-2 C) 操作流程与 Kärrman 等报道的方法 7 一致, 仅略作调整 肝脏样品通过 Ultra-Turrax(IKA) 磨成匀浆 取肝脏的子样本 (1 g), 加入 1 ml 乙腈 将混合物反复进行涡旋混合后, 超声处理 3 min 离心后(1, x g, 3 min), 取上清液, 对剩下的颗粒, 重复提取流程 将乙腈馏分, 合并后, 浓缩至 1 ml 然后加入 25 ml 水, 混合并离心后, 取上清液 用 4mL 甲醇及 4 ml 水预平衡 Oasis WAX 固相萃取 (SPE) 小柱, 然后, 加载样品上清液 用 4 ml 25 mm 的乙酸钠 (ph 4) 和 4 ml 4 的甲醇水溶液, 分别清洗 Oasis SPE 小柱, 然后在真空条件下进行干燥 用 8 ml 甲醇对小柱进行最终清洗 最后, 使用 2 ml 2 的氢氧化铵甲醇溶液, 将全氟化合物提取到装有 5 mg ENVI-Carbith(Supelclean, 12/4 mesh) 和 1 L 乙酸的试管中 将该含碳溶液涡旋混合 3 s, 然后通过.2 m 的 GHP 膜过滤, 接着用 N 2 吹 浓缩至 2 L, 再加入 3 L 2 mm 的乙酸铵水溶液和标准品 7HPFHpA PFAS 2 [ 8 ] 环境样品中全氟烷基和多氟烷基化合物 (PFAS) 的检测和鉴定

9 当前的研究探讨了使用 Waters SYNAPT G2-S 平台是否能够通过结合 UPLC 与离子淌度的液质技术, 为特定的明确鉴别提供一条途径, 从而实现 PFOS 异构体的明确鉴别 图 1. 是带有离子淌度质谱的原理示意图 仅为了进一步的研究, 将作为淌度缓冲气的 N 2 替换为 CO 2, 以此提高离子淌度的分离能力 6 使用 CO 2 能够为待分析的 PFOS 异构体分离提供特征漂移时间 由于 PFOS 异构体的物理 化学和生物性质会受到全氟甲基支链的影响, 对其进行正确的鉴定就显得尤为重要 因此, 全氟甲基支链形式化合物相关的毒性 环境运输 降解和生物富集已经引发了科学界越来越浓厚的兴趣 1. 灵敏度提高 2. 离子淌度 3. 精确质量数测量 Size Shape Charge 图 1. SYNAPT G2-S 质谱仪的示意图和离子淌度原理示意图 结果与讨论 UNIFI 科学数据管理系统使得离子淌度分离成为筛查检测的日常使用工具 使用 MassLynx 软件采集数据, 通过 UNIFI 进行数据处理 采集 PFOS 异构体混合标准品生成的质谱信息, 可在 UNIFI 中, 与 PFOS 异构体的预期保留时间和漂移时间结合, 创建一个科学数据库 这样, 便可通过结合正交离子淌度分离和 UPLC 色谱分离技术, 对环境提取物进行半目标化合物和目标化合物筛查 环境样品中全氟烷基和多氟烷基化合物 (PFAS) 的检测和鉴定 [ 9 ]

10 [ 应用纪要 ] 水貂中 PFOS 的检测结果很明显地展示出了使用离子淌度的优势 使用该方法能够将 PFOS 异构体中与同分子量共流干扰物分离开来 精确质量数提取离子色谱图如图 2 所示 干扰物 ( 峰 A 和 B) 与不同的主要 PFOS 异构体 ( 峰 C-F) 重叠 由于 TCDCA( 牛磺鹅去氧胆酸盐 )/TDCA 干扰物和 PFOS 异构体也会产生同分子量碎片, 使用传统的 MS 技术对这些化合物进行表征和精确定量很困难 PFOS TDCA 以及其它胆酸具有相似的同分异构特性 保留时间和跃迁 (m/z 499 m/z 8) 将 PFOS 定为目标, 利用四极杆质谱技术的选择性, 进行 MS/MS 分析时, 其质量数分辨率仅为 1 Da 因此, 我们就很容易理解干扰物如何被误认为 PFOS 了 PFOS 异构体 D G C F E 同分离量干扰物 A B 图 2. 同分子量生物基质干扰物 ( 峰 A 和 B) 和 PFOS 异构体 ( 峰 C-G) 的精确质量数提取色谱图 [ 1 ] 环境样品中全氟烷基和多氟烷基化合物 (PFAS) 的检测和鉴定

11 这里使用的方法避免了使用复杂色谱 样品净化和高度特异性的 MS 实验设计 使用离子淌度能够收集样品的淌度分离质谱信息, 其中包括母离子和碎片离子信息以及漂移时间, 有助于进行更深入的特征分析 如图 3 的组分漂移图所示, 由于 PFOS 异构体的漂移时间与其它物质差异极大, 因此它们能够从干扰组分中分离出来 正交分离的 TDCA 和 TCDCA 与 PFOS 异构体产生了 2 ms 的漂移时间差异 PFOS 异构体的漂移时间为它们的鉴定提供了更具决定性的信息 一般来说, 我们通过保留时间和所观察到的子离子间的细微差异, 以及它们的强度对单个异构体进行表征 但在样品浓度较低时, 这种方法很难实现 通过与碰撞截面 (CCS) 直接相关的漂移时间可提供与分子物理性质相关的额外鉴定信息 ( 除了 m/z 和色谱保留时间 ) TDCA/TCDCA 干扰物 A δ= 2ms 离子淌度分离 PFOS 异构体 B 图 3. 标称的同量干扰物 (A) 与 PFOS 异构体 (B) 的漂移时间与保留时间的组分漂移图 通过结合正交离子淌度分离与 UPLC 色谱分离, 提高了峰容量, 因此, 可获得单个组分的精确质量数 使用漂移时间 保留时间和精确质量数 ( 表 1) 能够建立 PFOS 异构体的特征匹配分析 利用母离子和子离子的高度特异性淌度信息, 可将其与复杂基质干扰物分离, 还可用于推断元素组成以及推测碎裂途径 环境样品中全氟烷基和多氟烷基化合物 (PFAS) 的检测和鉴定 [ 11 ]

12 [ 应用纪要 ] 表 1. 主要 PFOS 异构体和共洗脱生物基质干扰物的漂移时间 保留时间和异构体匹配汇总 PFOS 异构体 漂移时间 (ms) 质量数测量误差 J 3mPFOS ppm C 5mPFOS ppm D IsoPFOS ppm PFOS 异构体鉴 E 2,2 全氟甲基 PFOS ( 初步 ) ppm F 1mPFOS ppm G npfos (2.68 ppm HE) 保留时间 (min) TDCA 干扰物 漂移时间 (ms) 质量数测量误差 A TDCA ppm B TCDCA ppm 保留时间 (min) 图 4. 保留时间在 2.21 分钟时, 通过离子淌度从共洗脱的 PFOS 异构体 C 中得到的较小的 PFOS(J)(3mPFOS) 异构体碎片谱图 [ 12 ] 环境样品中全氟烷基和多氟烷基化合物 (PFAS) 的检测和鉴定

13 图 5. 结合正交离子淌度分离和 UPLC 色谱分离生成的同量干扰物 TDCA (A) 在保留时间 2.88 分钟时的离子淌度分离特征碎片谱图 PFOS 的异构体和同分子量生物基质共流干扰物各自的离子淌度分离, 子离子谱图示例如图 和 7 所示 图 4 展示了 3mPFOS 的子谱图和淌度迹线, 它与 5mPFOS(C) 和 TDCA(A) 成功分离, 而这三者是色谱共流物质 离子淌度提高了峰容量, 让我们能够比较不同 PFOS 异构体的碎片离子谱图而不受共流物 TDCA 和 TCDCA 的干扰 TDCA 在保留时间为 2.55 分钟和 分钟时, 与 PFOS 异构体 C D 共流出 ( 见图 2) 同分子量干扰物 TDCA 的特征碎片谱图如图 5 所示 它们与 PFOS 异构体碎片的相同之处见图 6 和图 7 在进行靶向筛查时, 生成了九种 PFOS 异构体的保留时间 漂移时间及母离子 / 碎片谱图 同时也生成了相关基质干扰物的谱图 由此可以看出,PFOS 异构体 C 和 D 有着不同的碎片特征和漂移时间, 分别为 4.59 和 4.68 ms( 图 6 和图 7) 这些数据说明, 漂移时间信息可以用作 PFOS 异构体特有的鉴定标准, 并且能够极大地提高异构体鉴定的可靠性 使用漂移时间信息显著降低了进行准确的异构体鉴定时对色谱保留时间的依赖性 经证实, 在研究环境样品中的 PFOS 时, 复杂基质会导致其保留时间的改变 环境样品中全氟烷基和多氟烷基化合物 (PFAS) 的检测和鉴定 [ 13 ]

14 [ 14 ] [ 应用纪要 ] 环境样品中全氟烷基和多氟烷基化合物 (PFAS) 的检测和鉴定 S F F F F F F F F F F F F F OH O O F F F F 图 6. PFOS(C)(5mPFOS) 异构体的离子淌度母离子和特征碎片谱图, 通过离子淌度在保留时间为 2.55 分钟时分离同量干扰物 TDCA(A) 图 7. PFOS(D)(isoPFOS) 异构体的母离子和特征碎片离子淌度谱图, 通过离子淌度可将在保留时间为 分钟时的同分子量干扰物 TDCA(A) 分离开 S F F F F F F F F F F F OH O O F F F F F F

15 Beskin 等此前曾报道过 PFOS 异构体的洗脱顺序 1 本研究应用了该信息,PFOS 异构体的分配如表 2 所示 结构解析按照 Langlois 和 Oehme 介绍的方法进行 8 已知在反相条件下, 无支链的 npfos 在 22.8 分钟时会表现出极强的保留特性 本文提供的数据确证了以上结论, 在所生成的碎片离子的数据中, O 系列和 9 系列的离子发生了结合 从碎片解析的结果可得出结论, 异构体的碎片中没有支链结构 以子离子的构成为基础进行的解析, 实际上是极具挑战性的任务, 因为这意味着必需依赖低强度的离子 同时还需要最佳的灵敏度和碰撞能量 此外, 还必需克服链长增加而导致产物离子强度降低所带来的挑战 目前已生成了九种 PFOS 异构体的漂移时间信息, 为进行更深入的研究提供了根据, 可扩展离子淌度在特定 PFOS 异构体鉴定方面的应用 我们的初始研究表明, 与那些在离 PFOS 端基较远处具有支链的异构体相比, 更具线性结构的 PFOS 异构体的漂移时间更长 结论 通过离子淌度, 以 N 2 和 CO 2 为淌度缓冲气体, 可以将共洗脱同量生物干扰物 TDCA 和 TCDCA 从 PFOS 异构体中分离出来 PFOS 异构体不同的漂移时间提高了检测的可信度, 它们还可作为一个额外的鉴定点使用, 降低检测对色谱保留时间依赖性 通过使用 UPLC IMS-MS, 能够为为 PFOS 异构体和 TDCA/ TCDCA 异构体生成单组分母离子和碎片谱图 通过实现特定异构体的分析,UPLC IMS-MS 为检测和鉴定环境中的 PFOS 提供了一种无可比拟的独特方法 UPLC IMS-MS 与靶向筛选相结合, 为 PFOS 特定异构体的鉴定提供了一条高效的途径 总共检测了九种 PFOS 异构体的漂移时间, 并且都获得了足够的响应, 此外, 它们的鉴定结果都通过检测其碎片谱图得到了确证 PFOS 异构体的漂移时间被证明 : 随着线性链长增加而增加, 这一变化趋势可用于未来研究中的结构解析应用 本文提供的数据表明, 离子淌度在分析环境样品中的 PFOS 特定异构体方面具有适用性, 可实施该应用在这一领域的深入研究 软件增强功能将实现更深入的研究, 让该方法能够直接检测 PFOS 异构体的碰撞截面 参考文献 1. Benskin et al., Anal. Chem. (27), 79, The EFSA Journal (28) 653, K Giles, JL Wildgoose, DJ Langridge, I Campuzano. Int Journal of Mass Spectrometry. 298, 1 3:1 16, 1 December K Giles, JP Williams, and I Campuzano. Commun. Mass Spectrom. (211) 25: TW Knapman, JT Berryman, I Campuzano, SA Harris, AE Ashcroft. Int Journal of Mass Spectrometry. 298, 1 3: 17 23, 1 December MN Eberlin, et al., SYNAPT HDMS: Improving Ion Mobility Separation by Increasing Drift-Gas Polarizability. Waters Technical Note No EN, A Kärrman, JL Domingo, M Nadal, B van Bavel, G Lindström, G. Environ Poll Res. (29);doi:1.17/s I Langlois, M Oehme., M. Rapid Commun. Mass Spectrom. (26)2: , 26. 沃特斯中国有限公司沃特世科技 ( 上海 ) 有限公司 Waters, Oasis, ACQUITY UPLC, SYNAPT, High Definition Mass Spectrometry, HDMS, UNIFI, Triwave, UPLC 和 The Science of What s Possible 是沃特世公司的注册商标 StepWave, QuanTof 和 T-Wave 是沃特世公司的商标 其它所有商标均归各自的拥有者所有 214 沃特世公司中国印刷 214 年 6 月 7259ZH AG-PDF 北京 : 上海 : 广州 : 成都 : 香港 : 免费售后服务热线 :8 (4) 环境样品中全氟烷基和多氟烷基化合物 (PFAS) 的检测和鉴定 [ 15 ]

16 [ 应用纪要 ] 使用 QuEChERS 提取 Ostro 96 孔板纯化技术对野生禽鸟蛋进行快速样品制备, 然后通过 UPLC-UV 分析技术, 检测样品中的多环芳烃 Anthony A. Provatas, Aliaksandr V. Yeudakimau, James D. Stuart 和 Christopher R. Perkins 环境科学与工程中心, 康涅狄格大学 ( 美国康涅狄格州斯托尔斯 ) 应用优势 使用已建立的 QuEChERS 方法, 快速 高效地从复杂的禽鸟蛋基质中提取 PAH 创新的 Ostro TM 样品制备方法, 无需使用 传统的 GPC 和 SPE 纯化, 成功地将样品制备时间从几天缩短至数小时 所需的样品量极少 即使不进行预富集步骤, 也可确保 高效去除保蛋白质和磷脂, 使 PDA 检测达到优秀的灵敏度 操作简单, 可确保结果的稳定性和 重现性 无需大量使用具有潜在危害性且价格 昂贵的化学溶剂 沃特世解决方案 Ostro 孔板 ACQUITY UPLC 系统 ACQUITY UPLC PDA 检测器 MassLynx 软件 v.4.1 简介 21 年 4 月 2 日, 英国石油的海上钻井平台发生爆炸, 大约 49 亿桶原油泄漏进入墨西哥湾, 立即引发了严重环境问题, 对栖息于此的野生动物及周围的生态系统造成了潜在的威胁 1 多环芳香烃 (PAH) 是原油中的一大类有机化合物, 由两个或两个以上结合在一起的芳香环组成 2 PAH 毒性很强, 在代谢过程中具有生物积累性, 尤其是分子量较大的 PAH PAH 是具有极强的致癌性和致突变性的物质, 并且已被证明可生成活性氧 3 由于具有亲脂性,PAH 容易在蛋类中积累, 它在蛋类中的含量与在其它器官 ( 包括肝脏 ) 中相比可能有着数量级上的差别 4 关于 PAH 的致癌性已有足够的数据支持, 而其它长期毒性作用 ( 包括神经毒性 ) 还没有类似的报道 5 因此, 开发可快速 灵敏地分析各种组织中 PAH 的新技术具有重要意义 从各种基质中分离 PAH, 常用的样品制备技术是液液萃取法 样品在 KOH 中进行碱性消化后, 通过凝胶渗透色谱和固相萃取 (SPE) 处理 3 近年来, 我们的研究团队开始使用一种更现代化的高通量 QuEChERS 方法来提取血液和禽鸟蛋类中的 PAH 1 一种类似的方法也被用于筛查海产品中的 PAH 6 该方法的简便性 高效性以及极快的分析速度让它成为了替代耗时的传统提取方法的最佳选择 然而, 生物基质成分复杂, 含有蛋白质 磷脂成分以及低浓度的 PAH, 这意味着在进行分析之前需要对它进行进一步的净化和富集 通过凝胶渗透色谱 (GPC) 和之后的 SPE, 将基质效应降至最低, 但同时这种处理方式也将样品制备的时间增加到数天 7 一种创新的 一步完成的蛋白质和磷脂纯化方法, 使用 Waters Ostro 96 孔板, 可替代 GPC 和 SPE 方法 经证明, 使用 Ostro 96 孔板的样品制备方法能够有效去除血浆和血清中的磷脂, 可提高分析的 关键词 PAH, 蛋类,QuEChERS 萃取, 蛋白质, 磷脂, 去除,SPE,UPLC-UV [ 16 ] 使用 QuEChERS 进行野生禽鸟蛋中 PAH 检测的快速样品制备

17 实验 UPLC 条件 LC 系统 : ACQUITY UPLC 灵敏度 增加样品通量, 并缩短停机时间 8 我们的研究团队采用一种类似的方法, 使用 Ostro 96 孔板技术和 QuEChERS 分散固相提取技术, 开发和确证一种快速 高通量的蛋类样品制备方法用于 PAH 分析 色谱柱 : ACQUITY UPLC CSH C x 1 mm,1.7 µm 柱温 : 5 C 样品温度 : 2 C 流动相 A: 8:2 水 : 甲醇 流动相 B: 9:1 乙腈 : 甲醇 梯度 : 时间 流速 A B (min) (ml/min) 总运行时间 : 16 min 进样体积 : 8.5 µl UV 条件 UV 检测器 : 模式 : 采样速率 : 分辨率 : 范围 : ACQUITY UPLC PDA 扫描 /3D 模式 2 点 / 秒 1.2 nm 2 至 45 nm 针对 PHA 定量分析, 应用最为广泛的分析技术是配备荧光检测器的 HPLC 和 GC-MS 其它的分析方法还有 APPI-LC-MS/MS 和 GC-MS/MS 6 本文所介绍的研究表明, 使用配备 PDA 检测的 Waters ACQUITY UPLC 系统可获得理想的色谱分离度和检测限 化合物 萘 -d8(sur.) 萘 * 苊烯苊 * 芴蒽菲荧蒽 * 芘氘代屈 -d12(is) 苯并菲苯并 (a) 蒽氘代苝 -d12(sur.) 苯并 (b) 荧蒽 y 苯并 (a) 芘二苯并 (a,h) 蒽苯并 (g,h,i) 苝茚并 (1,2,3-cd) 芘 保留时间 (min) λ max (nm) R 2 (5 到 5 ng/ml) 表 1. 保留时间 λmax 和 EPA 规定的 16 种优先控制污染物 PAH 替代物(SUR.) 和内部标准 (IS) 化合物的 R2 值 *2- 溴代萘和苯并 (k) 荧蒽是 QTM PAH 混合物的一部分, 但不是分析流程的一部分, 所以从表格中删除了其结果 QTM PAH 混合物包括所有的 PAH;EPA 525 混合物 A 是缺失的化合物, 以星号标记 使用 QuEChERS 进行野生禽鸟蛋中 PAH 检测的快速样品制备 [ 17 ]

18 [ 应用纪要 ] 本应用纪要开发了一种与创新的 Ostro 96 孔板纯化方法相结合的 QuEChERS 提取方法, 用于禽鸟蛋样品中 PAH 的快速分析 该方法无需使用 GPC 和 SPE, 能够极大地缩短样品制备时间, 将制备过程从三天缩短至三小时 经认证的 PAH 标准品 QTM PAH 混合物 ( 总共 16 种 PAH 目录号 4793-U), 浓度为 2. mg/ml, 以及 EPA 525 混合物 A( 总共 12 种 PAH cat.# U), 浓度为 5 µg/ml 均来自 Supelco, 作为初始储备液 购买替代物 ( 氘代苝 -d12 和萘 -d8) 以及内标 ( 氘代屈 -d12) 的纯物质, 用乙腈分别制备 1. mg/ml 的初始储备液 所有的工作标准品都通过用乙腈连续稀释储备液制备, 并储存在棕色样品瓶中于 4 C 条件下保存 由于没有商业认证的来源, 从当地农场购买了鸡蛋作为制备标准参比物质 (SRM) 的基质 用于分析的野生禽鸟蛋样品, 由我们的合作者收集 ; 美国地质调查局 美国鱼类及野生动物管理局和明尼苏达州自然资源部 样品制备第 1 步 :QuEChERS 提取称取约 1. g 蛋样品, 匀浆至一个 8 ml 的一次性玻璃样品瓶中 根据需要, 在样品中加入替代化合物和 QC 标准品 向所有的样品中加入 5 ml 1 甲酸的乙腈溶液 为了确保样品和溶剂间有效的相互作用, 对样品瓶进行涡旋混合, 以破坏蛋样品生成的固形物 向所有的样品中加入 1.5 g QuEChERS 粉末 (.3 g 乙酸钠 +1.2 g 硫酸镁 ), 用力振荡 1 到 2 分钟 以 3 RPM 离心 3 分钟 第 2 步 :Ostro 纯化取顶部有机层.5 ml, 将其转移至一个 Ostro 孔板待纯化 向样品中加入内标溶液, 施加 1 到 15 psi 的压力以引导样品通过孔板 收集洗脱液 为了确保通过 Ostro 材料的 PAH 被完全洗脱下来, 额外添加.25 ml 的 1 乙腈, 使其通过孔板, 然后收集洗脱液 将两次洗脱所得的提取液合并, 转移至 LC 样品瓶中或从收集板直接进样 QuECheERS 提取 Ostro 纯化 称取 1. g 样品 加载.5 ml 提取物 加入替代物和 QC 标准品 添加 5. ml 1 甲酸的乙腈溶液 加入内标并施加 1-15 psi 的压力 用.25 ml 1 的乙腈进行洗脱 涡旋混合 合并洗脱液 添加 1.5 g QuEChERS 盐并用力振荡 在 3 RPM 下离心 UPLC-UV 分析 图 1. QuEChERS 萃取后使用 Ostro 96 孔板纯化的样品制备方案 [ 18 ] 使用 QuEChERS 进行野生禽鸟蛋中 PAH 检测的快速样品制备

19 使用通过 MassLynx 软件 v.4.1 控制的 ACQUITY PDA 检测器采集数据 ( 扫描范围 2 至 45 nm), 然后由 QuanLynx TM 进行数据处理 每种化合物的最大吸收波长 x 如表 1 所示 所有目标化合物物的含量跨越三个数量级, 其相关系数 R2 的变化范围为.9972 到.9999 计算使用鸡蛋强化提取物重复进样的分析方法检测限 (MDL) 准确度和精度结果 遵从环境保护署的标准, 结果如表 2 所示 1. 萘 2. 苊烯 3. 苊 4. 芴 5. 蒽 6. 菲 7. 荧蒽 8. 芘 9. 苯并菲 1. 苯并 (a) 蒽 11. 苯并 (b) 荧蒽 12. 苯并 (a) 芘 13. 二苯并 (a,h) 蒽 苯并 (g,h,i) 苝 茚并 (1,2,3-cd) 芘 平均回收率 方法检测限 (n=7), 加标浓度 25 ng/ml 标准差 MDL (ng/ml) 准确度和精度 (n=4), 加标浓度 4 ng/ml 平均 回收率 RSD 表 2. 鸡蛋样品中 15 种 PAH 分析的 MDL 准确度和精度结果 结果与讨论作为初始评估步骤的一部分, 我们测试了一种更通用的技术, 该技术将鸡蛋样品和乙腈在 Ostro 96 孔板内直接进行混合 由于混合物粘度较高, 致使提取物溶剂无法通过孔板, 所以该方法没有成功 此外, 对粘度如此高的基质进行抽吸和分散非常麻烦, 因此我们需要一种行之有效的方法 很显然, 在该应用中我们需要一种使用 Ostro 96 孔板的全新方法 将快速可靠的 QuEChERS 提取作为第一个步骤, 接着使用 Ostro 纯化, 二者的结合能为我们提供理想的结果 首先向样品中加入酸化的乙腈溶液以 打碎 蛋白质, 同时也作为纯化的一个初始步骤 加入 QuEChERS 粉末 ( 硫酸镁和乙酸钠混合物 ) 以吸收样品中的水 为了确保结果的准确性, 在添加 QuEChERS 盐之前, 向样品中加入了质量控制标准品 这样一来, 从样品制备过程中最早的一步开始, 任何的分析物损失都能计算出来 使用 QuEChERS 进行野生禽鸟蛋中 PAH 检测的快速样品制备 [ 19 ]

20 [ 应用纪要 ] 该方法的提取效率如表 2 所示 需要强调的是, 进行 PAH 定量时使用了 PDA 检测器, 不仅得到了与该分析技术相关的令人满意的检测限, 还提高了准确度和精度 MDL 研究的回收率范围是 87.2 到 117.1, 提供了 1.7 到 8.7 ng/ml 的检测限 与大多数的传统技术不同, 该技术无需在进行分析之前进行预富集步骤就能获得如此好的检测限 事实上, 在该样品制备方案中, 样品被有效地稀释了, 只有通过 Ostro 材料强大的净化能力才能达到这样的效果 图 2 展示的是该样品制备方案的效率, 比较了鸡蛋提取物使用或不使用 Ostro 材料净化所得的色谱图 鸡蛋中的 EPA 525 混合物 A, 未纯化 2 ng/ml 鸡蛋中的 QTM PAH 混合物, 经过 Ostro 纯化 2 ng/ml IS QTM PAH 混合标准品溶液 2 ng/ml IS 图 2. 添加 2 ng/ml Q TM PAH 混合物并经过 Ostro 纯化的鸡蛋样品的检测结果, 以及添加 2 ng/ml EPA 525 混合物 A 且未经纯化的鸡蛋样品的检测结果 峰的注解参见表 2 和表 3 [ 2 ] 使用 QuEChERS 进行野生禽鸟蛋中 PAH 检测的快速样品制备

21 作为本开发研究的一部分, 我们对一组 (2 个 ) 野生蛋类进行了分析, 结果见表 3 将浓度为 2 ng/ml 的 EPA 525 混合物 A 添加到基质中 (MS1 和 MS2) 结果显示: 使用该方法分析的所有分析物的回收率都介于 84.3 到 之间 校准验证标准品 CV1(QTM PAH 混合物 ) 和 CV2(EPA 525 混合物 A) 的浓度为 2 ng/ml, 确证了校准曲线的线性程度, 并且检查了样品制备过程中是否发生了分析物降解 回收率的范围在 91.9 和 之间, 所以没有必要为了这些分析物的降解而作调整 这一组野生蛋类样品的分析物的回收率以总 PAH(ng/g) 的形式报告 ( 按湿重计算 ) 在比 MDL 更优的限度下, 各化合物的定量结果如表 3 所示 样品编号 萘 -d8 (SUR.) 氘代苝 -d12 (SUR.) 总 PAH (ng/g) 1. 萘 2. 苊烯 3. 苊 4. 芴 5. 蒽 6. 菲 7. 荧蒽 8. 芘 9. 苯并菲 1. 苯并 (a) 蒽 11. 苯并 (b) 荧蒽 12. 苯并 (a) 芘 13. 二苯并 (a,h) 蒽 苯并 (g,h,i) 苝 茚并 (1,2,3-cd) 芘 野生蛋类 A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A 质量控制标准品回收率 IB N/A N/A N/A MB N/A N/A N/A CV1 N/A N/A N/A N/A 99.8 N/A N/A CV2 N/A N/A N/A MS1 N/A N/A N/A N/A 96.2 N/A N/A MS2 N/A N/A N/A N/A N/A N/A SRM N/A N/A N/A N/A 79. N/A N/A 表 个海龟蛋和 4 个禽鸟蛋样品的分析结果 ( 以 ng/g 表示 ) 以及相应替代物 ( 萘 -d8 和氘代苝 -d12) 的回收率百分比 IB 仪器空白 ( 乙腈 ), MB 鸡蛋,CV1 QTM PAH 混合物校准验证 (2 ng/ml),cv2 EPA 525 混合物 A(2 ng/ml),ms1 和 MS2 加入野生蛋类基质,SRM 标准参比物质 ( 鸡蛋 ) MS1 MS2 和 SRM 都加入了 2 ng/ml 的 EPA 525 混合物 A;(-) 表示未检测到,N/A 不适用 使用 QuEChERS 进行野生禽鸟蛋中 PAH 检测的快速样品制备 [ 21 ]

22 [ 应用纪要 ] 结论经验证, 将 QuEChERS 提取与 Ostro 纯化技术相结合可得到一种高效且灵敏的技术, 可分析极其复杂的生物基质中的 16 种优先控制污染物 PAH 使用该方法分析野生蛋类样品时, 获得了优异的回收率, 同时将基质效应降至最低 与耗时数天的传统提取方法 GPC 和 SPE 净化相比, 这一已经验证的方法将样品制备时间缩短至仅 3 小时, 并且能够一批处理 2 个样品 该方法的样品制备时间短 通量高, 能够提升实验室效率并显著降低样品制备成本 此外, 该方法仅需使用极少的溶剂, 样品制备流程非常环保 我们开发并验证的这一方法简单易操作, 其稳定性和重现性让它成为了传统方法 ( 如 GPC 和其它正相净化方法 ) 的可行替代品 参考文献 1. A V Yeudakimau, A A Provatas, C R Perkins and J D Stuart. Solid Phase Extraction and QuEChERS Sample Preparation Methods for Rapid Screening of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Avian Blood and Egg Tissue by UPLC-UV Analytical Letters. 46: R Kumari, P Chaturvedi et al. Optimization and Validation of an Extraction Method for the Analysis of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Chocolate Candies Jour. Of Food Sci. 71: J Ma, R Xiao et al. Determination of 16 polycyclic aromatic hydrocarbons in environmental water samples by solid-phase extraction using multi-walled carbon nanotubes as adsorbent coupled with gas chromatography-mass spectrometry. 21. Jour. of Chromatography A. 1217: M G Pereira, A Lee Walker et al. Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in eggs from gannets, golden eagles and merlins. 28. Organohalogen Cmpds. 7: N Grova, G Salquebre et al. Determination of PAHs and OH-PAHs in Rat Brain by Gas Chromatography Tandem (Triple Quadrupole) Mass Spectrometry Chem. Res. Toxicol. 24: Y S Johnson. Determination of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Edible Seafood by QuEChERS-Based Extraction and Gas Chromatography-Tandem Mass Spectrometry Jour. of Food Sci. 77: E Gilgenast, G Boczkaj et al. Sample preparation procedure for the determination of polycyclic aromatic hydrocarbons in petroleum vacuum residue and bitumen Anal. Bioanal. Chem. 41: J P Wheaton, E E Chambers, J Martin, and K J Fountain. Eliminating Phospholipids in Drug Discovery Extractions Using a Fast, Generic Clean-up Method Waters application note no en. 9. S D Richardson Environmental Mass Spectrometry: Emerging Contaminants and Current Issues. 21. Anal. Chem. 8: 沃特斯中国有限公司沃特世科技 ( 上海 ) 有限公司 Waters, ACQUITY UPLC, UPLC, MassLynx 和 The Science of What s Possible 是沃特世公司的注册商标 Ostro 和 QuanLynx 是沃特世公司的商标 其它所有商标均归各自的拥有者所有 213 沃特世公司中国印刷 213 年 9 月 ZH AG-PDF 北京 : 上海 : 广州 : 成都 : 香港 : 免费售后服务热线 :8 (4) [ 22 ] 使用 QuEChERS 进行野生禽鸟蛋中 PAH 检测的快速样品制备

23 [ 应用纪要 ] 使用 ACQUITY UPLC H-Class 和 Xevo TQD 液相 / 串联质谱仪进行水中药品和个人护理用品类污染物 (PPCP) 的多残留分析 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 分析 简介近年来, 水体中存在的药品和个人护理用品类污染物 (PPCP) 1 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 (PPT) 水平的 PPCP 2-7 因此我们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, 该分析的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, 如图 1 所示 另外, 水样品的复杂性还要求分析方法能够适用于样品多种性 本应用纪要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 抗惊厥药 类固醇 沃特世解决方案 磺胺药 ACQUITY UPLC H-Class 系统 减充血剂 Xevo TQD 氟喹诺酮类药物 抗炎药 ACQUITY UPLC HSS 色谱柱 抗寄生虫药 Oasis 样品提取产品 TargetLynx TM 应用软件 β- 受体阻滞剂 抗生素 大环内酯类药物 抗组胺剂 违禁药物 关键词环境, 个人护理产品, 水, 内分泌干扰物,PPCP,PCP 抗菌药物 Anti bacterials 血管活性药物 图 1. 本研究所涉及的药物和个人护理产品中的化合物示例 水中药品和个人护理用品类污染物 (PPCP) 的多残留分析 1 [ 23 ]

24 [ 应用纪要 ] 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 甲酸铵甲醇溶液, ph 3.2 洗脱 : 5 min 线性梯度 从 5(B) 增加至 95(B) 流速 :.45 ml/min 进样体积 : 1 L MS 条件 MS 系统 : Xevo TQD 电离模式 : ESI+/- 毛细管电压 : 3. kv 锥孔电压 : 3. V 源温度 : 15 C 脱溶剂气温度 : 55 C 脱溶剂气 : 11 L/hr 锥孔气流速 : 5 L/hr 样品 收集了两个不同类型的水样品, 分析前储存在 4 C 条件下 此外, 购买了含有低含量目标物 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 样品制备提取流程在 Waters 6-cc Oasis MAX 和 6-cc Oasis MCX SPE 的串联小柱上进行 这种配置能够实现反相 阴离子交换和阳离子交换三层提取机制 设计这种提取方案是为了确保酸性 碱性和中性的 PPCP 完全保留 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 1 ml/min 的流速上样到两个叠加的小柱上 一旦上样步骤完成, 就将叠加的小柱分开 接下来要分别对每个小柱进行特定的洗脱步骤, 流程如图 2 所示 Oasis MAX 小柱使用 5 ml 5 的铵水溶液进行淋洗 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 2 甲酸的甲醇提取 ( 酸性 PPCP) 两次提取液都收集到同一个 2 ml 的玻璃管中 Oasis MCX 小柱用 2 的甲酸淋洗, 然后用 5 ml 含 2 氢氧化铵的甲醇进行提取 ( 碱性 PPCP) 混合 MCX 和 MAX 提取流份, 在 6 C 下, 温和的氮气吹扫中蒸发至干 将干燥后的提取物复溶于 9 µl (2 x 45 µl)1 mm 的甲酸铵中 接下来添加内标混合物 (1 µl), 使其达到 1. ppb 浓度 基质校准标准液通过同样的方案制备, 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 8 µl (2 x 4 µl)1 mm 的甲酸铵中, 然后加入 1 µl 内标混合物 在不同浓度的 PPCP 的 1 mm 甲酸铵溶液中, 分别添加 1 µl 该溶液 所加入的大多数化合物标准品的浓度范围是.1 到 5. ppb( 和 5. ppb 的终浓度 ) 该范围相当于初始样品中.1 到 5. ppt 的浓度 有 13 种化合物的检测限较高, 它们的分析范围是 1. 到 5. ppb( 相当于样品中 1. 到 5. ppt 的浓度 ) 这 13 种化合物分别是头孢氨苄 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 内标混合物由三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) [ 24 ] 水中药品和个人护理用品类污染物 (PPCP) 的多残留分析

25 Oasis MAX 6 cc 15 mg Oasis MCX 6 cc 15 mg 上样条件 1:5 ml MeOH 条件 1:5 ml 水上样 :1 L, 流速 1 ml/min 淋洗不连续式分段淋洗 MAX:5 ml 1 H 2 O + 5 NH 4 OH 淋洗 MCX:5 ml 1 H 2 O + 2 甲酸 洗脱洗脱 1 MAX:5 ml 1 MeOH 洗脱 2 MAX:5 ml 1 MeOH + 甲酸洗脱 3 MCX:5 ml 1 MeOH + NH 4 OH 蒸干与复溶混合三种洗脱液氮气吹干复溶于 1 µl 1 H 2 O + 1 mm 甲酸铵进样 1 µl 图 2. 水中 PPCP 的固相萃取方案示意图 LC-MS/MS 选择并优化了 PPCP 的两种 MRM 离子对 ( 定量和确证 )( 表 1) 这些结果被录入了 Quanpedia TM 数据库, 供我们自己和其它实验室未来进行研究时使用 对于本应用来说, 由于 PPCP 具有广泛的化学多样性, 为多残留分析找到最佳的色谱条件就成为了一个极大的挑战 使用 2.1 x 1 mm ACQUITY UPLC HSS T3 分析色谱柱 (1.8 µm) 时获得了最佳的色谱分离度 在分离大多数化合物时表现出最佳色谱性能的流动相由甲醇 /1 mm 甲酸铵水溶液 (ph 3.2) 组成 Optima LC-MS 级甲醇和水购自 Fisher Scientific 水中药品和个人护理用品类污染物 (PPCP) 的多残留分析 [ 25 ]

26 [ 应用纪要 ] 电离母离子锥孔产物保留时间化合物 CE 模式电压离子 (min) 6α- 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 电离母离子锥孔产物保留时间化合物 CE 模式电压离子 (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 表 1. PPCP 的 MRM 调谐参数和保留 [ 26 ] 水中药品和个人护理用品类污染物 (PPCP) 的多残留分析 水中药物和个人护理产品 (PPCP) 的多残留分析 4

27 结果与讨论尽管所分析的化合物具有广泛的化学多样性, 我们仍然获得了总共 82 种化合物的优异色谱分析结果 不同种类化合物的色谱图如图 3 所示 本研究所涉及的 82 种 PPCP 中有 78 种能够通过双小柱 SPE 方法进行高效的提取 其中 5 种化合物 ( 异羟基洋地黄毒甙 氟罗沙星 红霉素 6α- 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, 虽然它们在试剂级纯水中的回收率是可接受的 因此, 在进行定量分析时我们排除了这些化合物 镇痛药 ( 醋胺酚 ) 类固醇 ( 可的松 ) 抗生素氟喹诺酮类 ( 司帕沙星 ) Time 抗生素 β- 内酰胺 ( 双氯青霉素 ) β 阻滞剂 ( 沙丁胺醇 ) 抗生素磺胺类 ( 磺胺甲噁唑 ) Time 抗精神病药吩噻嗪类 ( 三氟甲丙嗪 ) 麻醉剂 ( 苯佐卡因 ) 抗菌药 ( 三氯卡班 ) Time H 2 - 受体拮抗剂 ( 西咪替丁 ) 抗组胺剂 ( 苯海拉明 ) 抗真菌剂 ( 特比萘芬 ) Time 图 3. 本研究中涉及的不同种类 PPCP 化合物的示例 MRM 色谱图 水中药品和个人护理用品类污染物 (PPCP) 的多残留分析 [ 27 ]

28 [ 应用纪要 ] 为了确保该方法没有导致 PPCP 的残留或误检, 我们检测了试剂级纯水空白样品, 目的是找到可用作空白的洁净水源和创建校准标准品 通过筛查多个来源的样品,Optima LC-MS 级纯水 (Fisher Scientific) 给出了最佳的结果 使用 SPE 方案对该试剂级空白水样品进行了浓缩 我们对提取后的该样品以及在提取后加入了 PPCP 的该样品进行了分析和比较 通过该试验可估计试剂级水样品中的背景水平, 确定它是否完全不含目标 PPCP 结果表明, 试剂级水样品中只检测到四种含量在 1 ppq 水平以上的 PPCP( 表 2) 这四种化合物是恩诺沙星 氟罗沙星 利福昔明和地尔硫卓 这些化合物被认为以 1 ppq 到 1 ppt 的水平存在于试剂级纯水样品中 检测试剂级纯水样品时, 这四种化合物均未在 1 ppt 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 化合物 检测到的含量水平 化合物 检测到的含量水平 化合物 检测到的含量水平 6α- 甲基强的松龙 ND 恩诺沙星 <1. ppt 沙丁胺醇 ( 舒喘宁 ) <.1 ppt 对乙酰氨基酚 <.1 ppt 红霉素 ND 司帕沙星 <.1 ppt 阿替洛尔 <.1 ppt 氟罗沙星 <1. ppt 苯甲酰磺胺 ND 阿奇霉素 <.1 ppt 氟甲喹 <.1 ppt 磺胺嘧啶 ND 必可酮 ND 氟米松 ND 磺胺二甲氧嘧啶 <.1 ppt 苯佐卡因 <.1 ppt 吉非罗齐 ND 磺胺多辛 ND 溴己新 <.1 ppt 氢化可的松 ND 磺胺甲基嘧啶 <.1 ppt 盐酸丁咯地尔 <.1 ppt 异丁苯丙酸 ND 磺胺对甲氧嘧啶 ND 卡拉洛尔 <.1 ppt 交沙霉素 <.1 ppt 磺胺二甲嘧啶 ND 头孢氨苄 ND 酮洛芬 ND 磺胺甲噁唑 <.1 ppt 氯苯那敏 <.1 ppt 左旋咪唑 ( 四咪唑 ) <.1 ppt 磺胺甲氧嗪 ND 西布特罗 <.1 ppt 林可霉素 <.1 ppt 磺胺吡啶 ND 西咪替丁 <.1 ppt 美托洛尔 <.1 ppt 特比萘芬 <.1 ppt 西诺沙星 <.1 ppt 咪康唑 <.1 ppt 特硝唑 <.1 ppt 可卡因 <.1 ppt 萘啶酸 <.1 ppt 泰妙菌素 <.1 ppt 可待因 ND 萘普生 ND 噻氯匹定 <.1 ppt 皮质酮 <.1 ppt 氧氟沙星 <.1 ppt 替米考星 <.1 ppt 可的松 ND 奥芬达唑 <.1 ppt 甲苯磺丁脲 ND 可替宁 <.1 ppt 氧烯洛尔 <.1 ppt 托芬那酸 ND 氨苯砜 <.1 ppt 吡喹酮 ND 去炎松 ND 地塞米松 ND 普鲁卡因 <.1 ppt 曲安奈德 ND 双氯青霉素 ND 异丙嗪 <.1 ppt 甲氧苄氨嘧啶 <.1 ppt 二氟沙星 <.1 ppt 乙胺嘧啶 <.1 ppt 曲普利啶 <.1 ppt 异羟基洋地黄毒苷 ND 雷尼替丁 <.1 ppt 妥洛特罗 <.1 ppt 地尔硫卓 <1. ppt 利福昔明 <1. ppt 华法林 ND 苯海拉明 <.1 ppt 罗红霉素 <.1 ppt 甲苄噻嗪 <.1 ppt 表 2. 为了确定待测化合物含量水平对试剂级空白水样品提取物进行分析的结果 其中列出了所有有响应的化合物 若响应低于加入.1 ppt PPCP 后再进行测定的结果, 以 <.1 ppt 表示 检测到 4 种含量高于.1 ppt 但低于 1. ppt 的化合物, 以粗体表示 在试剂级空白水样品提取物中没有表现出响应的化合物以 ND( 未检测到 ) 表示 [ 28 ] 水中药品和个人护理用品类污染物 (PPCP) 的多残留分析

29 图 4 展示了 4 种在试剂级纯水标准品中根本没有检测到的 PPCP 的 MRM 色谱图 ( 定量离子跃迁 ) 试剂级空白纯水样品提取物以及添加 PPCP 后的试剂级纯水样品提取物被放在一起展示, 对相当于未提取样品中.1 ppt(1 ppq) 的响应进行说明 氢化可的松吉非罗齐磺胺甲噁唑阿替洛尔 spike spike spike spike 空白 1 空白 空白 空白 Time Time Time Time 图 4. 示例化合物的 MRM 色谱图, 展示了试剂级水样品提取物中的空白响应 顶端一行的色谱图展示了示例化合物在.1 ppt 水平 ( 后加标至试剂级水样品提取物 ) 的预期响应 底端一行展示了空白的试剂级水样品提取物的响应 水中药品和个人护理用品类污染物 (PPCP) 的多残留分析 [ 29 ]

30 [ 应用纪要 ] 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 ppt 的 58 种化合物的回收率如图 5 所示 对于含有适当内标的 PPCP,R 2 值的范围在.991 到.997 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 值如图 3 所示 化合物 所使用的内标 R 2 化合物 所使用的内标 R 2 萘啶酸 西咪替丁 -d3.994 妥洛特罗 西咪替丁 -d3.996 利福昔明 氯苯那敏 -d6.994 西布特罗 西咪替丁 -d3.997 甲氧苄氨嘧啶 西咪替丁 -d3.991 氯苯那敏 氯苯那敏 -d6.993 红霉素 氯苯那敏 -d6.995 西咪替丁 西咪替丁 -d3.997 交沙霉素 西咪替丁 -d3.993 异丙嗪 氯苯那敏 -d6.993 林可霉素 西咪替丁 -d3.993 曲普利啶 氯苯那敏 -d6.993 罗红霉素 氯苯那敏 -d6.994 苯海拉明 氯苯那敏 -d6.995 替米考星 氯苯那敏 -d6.994 雷尼替丁 西咪替丁 -d3.994 阿奇霉素 氯苯那敏 -d6.994 对乙酰氨基酚 西咪替丁 -d3.995 泰妙菌素 西咪替丁 -d3.991 可卡因 西咪替丁 -d3.996 磺胺嘧啶 西咪替丁 -d3.996 可待因 西咪替丁 -d3.992 磺胺多辛 西咪替丁 -d3.995 氨苯砜 西咪替丁 -d3.993 磺胺甲基嘧啶 西咪替丁 -d3.995 乙胺嘧啶 氯苯那敏 -d6.996 磺胺对甲氧嘧啶西咪替丁 -d3.995 特比萘芬 氯苯那敏 -d6.993 甲苄噻嗪 西咪替丁 -d3.993 特硝唑 西咪替丁 -d3.995 溴己新 氯苯那敏 -d6.996 咪康唑 氯苯那敏 -d6.991 盐酸丁咯地尔 氯苯那敏 -d6.994 左旋咪唑 ( 四咪唑 ) 西咪替丁 -d3.993 噻氯匹定 氯苯那敏 -d6.994 奥芬达唑 西咪替丁 -d3.995 吉非罗齐 吉非罗齐 -d6.994 吡喹酮 西咪替丁 -d3.994 华法林 吉非罗齐 -d6.992 苯佐卡因 西咪替丁 -d3.995 普鲁卡因 西咪替丁 -d3.993 表 3. 为每种化合物的定量分析指定最适合的内标 同时列出了所得的校准曲线的 R 2 值 [ 3 ] 水中药品和个人护理用品类污染物 (PPCP) 的多残留分析

31 试剂级水样品井水样品地表水样品 Gemfibrozil Warfarin 试剂级水样品井水样品地表水样品 图 5. 不同水基质加入 1 ppt PPCP 后的回收率计算结果柱状图 水中药物和个人护理产品 (PPCP) 的多残留分析 水中药品和个人护理用品类污染物 (PPCP) 的多残留分析 9 [ 31 ]

32 [ 应用纪要 ] 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 1 ppt PPCP 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 6 所示 试剂级纯水样品中大多数 PPCP 的基质效应小于 2 这清楚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 2 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 5, 如图 6 中饼状图的橙色区域所示 优化提取方案的目的是使多种类型化合物的捕集效率最大化, 因此对两种提取小柱都仅仅使用了温和的清洗方案, 以确保在最终提取之前不会发生化合物穿透 使用这种温和的清洗方案时, 与洁净的样品 ( 如试剂级水样品 ) 相比, 我们预期复杂的水样品可能仍将表现出基质效应 为了处理复杂性较高的水样品, 可以使用 SPE 方案进行额外的净化步骤 关于最适合的内标的进一步研究也将有助于应对较高的基质负荷 在其它试验 2 中,2 种不同的地表水样品也表现出类似的效应 试剂级水样品的基质效应 < 井水样品的基质效应 <2 2-5 >5 8 地表水样品的基质效应 <2 2-5 > 图 6. 三种不同类型的水样品中不同 PPCP 的基质效应的饼状图 低基质效应 (<2) 以绿色表示 ; 中等基质效应 (2 到 5) 以蓝色表示 ; 高基质效应 (>5) 以橙色表示 表现出特定程度基质效应的化合物所占的百分比标注在饼状图不同的分配区域中 [ 32 ] 水中药品和个人护理用品类污染物 (PPCP) 的多残留分析

33 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 1 ppq 水平以上, 检测到 2 种 PPCP: 磺胺甲噁唑 (.97 ppt) 和阿替洛尔 (.32 ppt), 而在该水平以下, 检测到 14 种 PPCP 在地表水样品中, 在 1 ppq 水平以下检测到 17 种 PPCP 图 7 分别列举了每个样品中所检测到化合物的示例 为了对空白样品进行说明, 还展示了另一个样品中相同化合物的迹线, 为了展示噪音水平, 对图中的基线进行了放大 氟米松 > 阿替洛尔 > x magnification 地表水样品 <.1 ppt 地表水样品未检测到 放大 1 倍 井水样品未检测到 井水样品.32 ppt Time Time 图 7. 地表水残留和井水残留的示例化合物 ( 氟米松和阿替洛尔 ) 为了对空白样品进行说明, 还展示了没有检测到相同化合物的另一个样品的基线, 只是其噪音水平经过了放大 水中药品和个人护理用品类污染物 (PPCP) 的多残留分析 [ 33 ]

34 [ 应用纪要 ] 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 ACQUITY UPLC H-Class 系统和小型台式 Xevo TQD, 仅通过单次进样就能分析所有的化合物 参考文献 A L Batt, M S Kostich, J M Lazorchak. Anal Chem. (28), 8: B J Vanderford, S S Snyder. Environ Sci Technol. (26) 4: S Reverte, F Borrull, E Pocurull, R M Marce. J Chromatogr A. (23), 11: J D Chahill, E Furlong, M R Burkhardt, D Kolpin, L G Anderson. J Chromatogr A. (24), 141: B Kasprzyk-Horden, D R Baker. J Chromatogr A. (211), 1218: 成功实施了灵敏的检测, 达到了亚万亿分之一的 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 7. B Shao, D Chen, J Zhang, Y Wu, C Sun. J Chromatogr A. (29), 1216: Waters, Oasis, ACQUITY UPLC, UPLC, Xevo 和 The Science of What s Possible 是沃特世公司的注册商标 TargetLynx 和 Quanpedia 是沃特世公司的商标 其它所有商标均归各自的拥有者所有 213 沃特世公司中国印刷 213 年 1 月 ZH AG-PDF 沃特斯中国有限公司沃特世科技 ( 上海 ) 有限公司北京 : 上海 : 广州 : 成都 : 香港 : 免费售后服务热线 :8 (4) [ 34 ] 水中药品和个人护理用品类污染物 (PPCP) 的多残留分析

35 [ 应用纪要 ] 环境水样品中药物残留的潜在代谢物的鉴定 Gareth Cleland, Mark Wrona, Lauren Mullin 和 Jennifer Burgess 沃特世公司 ( 美国马萨诸塞州米尔福德 ) 应用优势 对大量目标物进行 HRMS 筛查, 包括加合物 使用 ACQUITY UPLC HSS C 18 色谱柱进行 快速 UPLC 分析 鉴定产生的残留成分代谢物 简介近年来, 有关水体中农药 药品和个人护理用品类污染物 (PPCP) 残留的问题在全世界范围内受到越来越多的关注 1 这也对我们的分析技术提出了更高要求, 即不仅要能够筛查这些化合物, 而且还要能够查找出它们的代谢物 理论上, 利用高分辨质谱仪全采集的数据, 可鉴定任意数量的化合物 此外, 当目标化合物数量较多, 且仅以精确质量作为污染物唯一的鉴定手段时, 会出现大量误检, 而采用 UPLC-MS E 收集的丰富信息 可降低误检的数量 通过在低碰撞能量和高碰撞能量之间交替扫描, 单次实验中,MS E 即可同时提供母离子及其子离子的精确质量信息 通过与 UNIFI 这一集成的科学信息系统联用, 目前在常规的实验室环境下, 即可实现对 PPCP 及其加合物, 以及它们潜在代谢物的筛查 沃特世解决方案筛查平台解决方案与 UNIFI ACQUITY UPLC I-Class 系统 Xevo G2-S QTOF 质谱仪 ACQUITY UPLC HSS 1.7 µm, C 18 色谱柱 在先前的工作中, 我们联用沃特世筛查平台解决方案和沃特世毒理学数据库, 首先对当地井水样品中大量的 (>1 种 )PPCP 农药和滥用药物进行了筛查 2 在本应用纪要中, 我们使用该集成软件的代谢物鉴定功能, 处理同一数据, 通过可靠的筛查库匹配, 查找出已知或潜在代谢物 一旦代谢物被发现, 其检测结果 ( 保留时间和经鉴定的碎片离子 ) 就将被添加到科学库中, 用于未来的代谢物筛查实验 关键词药物, 个人护理产品,PPCP, 农药, 环境水样品,UNIFI, 筛查,HRMS, 代谢物鉴定, 农药筛查 环境水样品中药物残留潜在代谢物的鉴定 1 [ 35 ]

36 [ 应用纪要 ] 实验将从当地获取的井水样品按照如前所述的 2,3 方法浓缩 1 倍 使用 UPLC-MS E 采集数据, 使 UNIFI 获得一个综合数据集 UNIFI 中的毒理学筛查解决方案包括预设的 LC-MS 条件和处理参数 UNIFI 中的毒理学数据库由包括多种 PPCP 在内的 1 多种化合物组成, 例如滥用的药物 兽药和人用药物 数据库中还包含保留时间和精确的理论碎片质量 实验条件 样品制备方案, 以及数据处理参数可在同一作者先前的一份应用纪要中找到 2 结果与讨论在先前的一份应用纪要中 2, 我们通过采用多达 3 种加合物 (H+ Na+ K+), 根据 UNIFI 中的毒理学数据库对当地的一个井水样品进行了筛查, 结果表明, 该样品中存在 4 种化合物, 如表 1 所示 表 1. 根据包含 1 多种化合物的数据库对经过提取的井水样品进行筛查所得到的 UNIFI 组分汇总表, 其中展示了可靠匹配成分的详细信息 毒理学筛查科学库包含保留时间和子离子的精确质量, 能够实现可靠的匹配, 这是由于可以依据更多信息进行匹配, 而不仅仅是母离子的精确质量 如前所述, 这对于降低误检率是至关重要的, 能够实现筛查实验的数据快速浏览 使用 UNIFI 筛查解决方案软件中代谢物鉴定功能, 可对综合数据集开展进一步的研究 该功能需要目标化合物的分子式 mol 形式的文件, 以及可能发生代谢的基团列表, 如表 1 所示 图 1. 转化类型和 mol 文件示例, 用于鉴定筛查实验中所发现化合物的潜在代谢物 [ 36 ] 环境水样品中药物残留潜在代谢物的鉴定

37 首先, 应用化学知识 4, 根据理论, 将目标化合物结构 mol 文件系统地剖解 这将极大有助于在目标列表中, 准确检索出母体化合物及其潜在降解产物 采用 MS E 综合数据采集的低能量通道, 可自动地提取出母体离子的质量数, 以及可能的转化物列表, 无论这些转化物是否来自母体分子的系统性裂解 卡马西平可能的代谢物列表如表 2 和图 2 所示 筛查实验中, 其它 3 种化合物的代谢物, 没有观察到 表 2. 使用图 1 所示的转化和 mol 文件找到的卡马西平潜在代谢物组分汇总表 图 2. 使用图 1 所示的转化和 mol 文件找到的卡马西平潜在代谢物组分结构式 环境水样品中药物残留潜在代谢物的鉴定 [ 37 ]

38 [ 应用纪要 ] 图 3 和 4 分别展示了卡马西平和一种卡马西平氧化物的全部 UI 详细信息 UNIFI 中的碎片匹配功能使用了与上述裂解算法类似的智能功能 它将系统地分析母体化合物或所可能的代谢物的 mol 文件, 然后与通过 MS E 高能量功能采集到的碎片离子精确质量数据相匹配 得到确认的碎片离子, 将被标注, 如图 3 中的质量数 Da, 以及图 4 中的质量数 Da 和 Da 图 3. UNIFI 中的完整用户界面 (UI) 信息, 展示了卡马西平母体化合物鉴定的详细信息 组分汇总表展示了鉴定的详细信息, 同时色谱图展示了所有已鉴定组分的提取离子色谱图, 这些组分在组分汇总表中突出显示 谱图部分展示了突出显示组分的母离子和碎片离子谱图 图 4. UNIFI 中完整的用户界面 (UI) 信息展示了所推测卡马西平代谢物鉴定的详细信息 组分汇总表展示了鉴定的详细信息, 同时色谱图展示了所有已鉴定组分的萃取离子色谱图, 这些组分在组分汇总表中突出显示 谱图部分展示了突出显示组分的母离子和碎片离子谱图 [ 38 ] 环境水样品中药物残留潜在代谢物的鉴定

39 正如筛查实验中的一样, 高能量通道得到的碎片离子, 可有助于鉴别和确认该代谢物的可靠性 UNIFI 还提供共有碎片离子和中性丢失的确认功能, 这也将有助于提高代谢物鉴定的可靠性 图 5 展示了使用共同子离子进行搜索的结果 卡马西平的两个分别在 4.3 和 5.8 分钟出峰的 +O 代谢物, 显示 : 它们相互关联是因为 : 它们都有共同的 Da 子离子, 而 该子离子是从 Da 的母体化合物, 丢失 43.5 Da 后形成的 它们还都有相同的主要碎片离子 ( Da), 是卡马西平母体化合物 ( Da) 的中性丢失后得到的, 这又进一步提高了代谢物鉴定的可靠性 图 5. 在 UNIFI 中使用解析工具集对 Da 的共有碎片离子进行搜索的结果 一旦某种代谢物被确证存在, 通过单击鼠标右键就能很容易地将它的条目导出至 UNIFI 中现有或新的科学数据库中, 如图 6 所示 其详细信息如 : 化学式 保留时间 子离子的理论精确质量数和谱图, 可用于将来其它用户进一步分析 图 6. 将经过审查的代谢物发送到 UNIFI 的科学数据库 环境水样品中药物残留潜在代谢物的鉴定 [ 39 ]

40 [ 应用纪要 ] 结论 MS E 采集和集成的科学信息系统所提供的大量信息, 使我们能在常规实验室环境中, 筛查目标化合物及其加合物, 以及其潜在代谢物 UNIFI 中的科学数据库包含 : 保留时间和碎片离子的精确质量数, 因而, 我们在进行鉴定时能够参考更多信息, 而不仅仅是母离子的精确质量 这对于降低误检率并实现筛查实验中的快速数据审查至关重要 使用 UNIFI 的代谢物鉴定功能, 在浓缩的当地井水样品中可靠地鉴定出了 3 种卡马西平代谢物 鉴定出的代谢物, 能够被方便地添加到 UNIFI 的科学数据库中, 扩大了未来筛查分析中目标化合物的范围 参考文献 1. S Richardson. Environmental Mass Spectrometry: Emerging Contaminants and Current Issues. Anal Chem. (212) 84: C Mallet, G Cleland, J Burgess. Screening Environmental Samples For a Diverse Range of Compounds With Accurate Mass LC-MS and an Integrated Scientific Information System. (213) Waters Application Note no en. 3. C Mallet, G Cleland, J Burgess. Multi-residue analysis of pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) in water using the ACQUITY UPLC H-Class and the Xevo TQD tandem mass spectrometer. (213) Waters Application note no en. 4. R J Mortishire-Smith, J M Castro-Perez, K Yu, J P Shockcor, J Goshawk, M J Hartshorn, A Hill. Generic dealkylation: a tool for increasing the hit-rate of metabolite rationalization, and automatic customization of mass defect filters. Rapid Commun Mass Spectrom. (29) Apr 23, (7): doi: 1.12/rcm Waters, UNIFI, UPLC, ACQUITY UPLC, Xevo 和 The Science ofwhat s Possible 是沃特世公司的注册商标 其它所有商标均归各自的拥有者所有 213 沃特世公司中国印刷 213 年 1 月 ZH AG-PDF 沃特斯中国有限公司沃特世科技 ( 上海 ) 有限公司北京 : 上海 : 广州 : 成都 : 香港 : 免费售后服务热线 :8 (4) [ 4 ] 环境水样品中药物残留潜在代谢物的鉴定

41 [ 应用纪要 ] 使用精确质量 LC-MS 和集成的科学信息系统筛查环境样品中的多种化合物 Gareth Cleland, Claude Mallet 和 Jennifer Burgess 沃特世公司 ( 美国马萨诸塞州米尔福德 ) 应用优势 使用高分辨质谱 (HRMS) 筛查不同种类 和结构的多种目标化合物 使用 ACQUITY UPLC HSS C 18 色谱柱进行 更快速的 UPLC 分析 简介全世界范围内的水体中都出现了越来越复杂的药物和个人护理产品 (PPCP) 1 残留, 因此, 我们亟需开发用于筛查这些化合物的技术 图 1 列举了 PPCP 化合物及其类别 抗惊厥药类固醇 将母离子和碎片离子的精确质量数 信息集成到鉴定和审查过程中 氟喹诺酮类药物 磺胺药 抗炎药 减充血剂 抗寄生虫药 β- 受体阻滞剂 抗生素 大环内酯类药物 抗组胺剂 违禁药物 Anti 抗菌药物 bacterials 血管活性药物 图 1. PPCP 化合物类别示例 沃特世解决方案 Waters UNIFI 筛查平台解决方案 ACQUITY UPLC I-Class 系统 Xevo G2-S QTOF 质谱仪 ACQUITY UPLC HSS 色谱柱 关键词药物, 个人护理产品,PPCP, 环境水样品,UNIFI, 筛查,HRMS 传统的 MS/MS 筛查方法, 使用串联四极杆质谱仪, 由于仪器的最大循环周期所限, 其期一次筛查的目标物数目有限 理论上, 采用高分辨质谱仪非靶向采集的数据, 可鉴定任意数量的化合物 此外, 当目标化合物数量较多, 且仅以精确质量作为污染物鉴定的唯一手段时, 会出现大量误检, 而利用 UPLC/MS E 采集的丰富数据集, 可降低误检的数量 仅通过一次进样,MS E 就能提供母离子和碎片离子的精确质量数信息 通过与 UNIFI 相结合的集成科学信息系统, 我们能在常规的实验室环境中筛查 PPCP 及其碎片 加合物, 以及它们的潜在代谢物 本文采用沃特世筛查平台解决方案与 UNIFI 毒理学数据库, 对当地井水样品中的大量 (>1 种 )PPCP 农药和滥用药物进行筛查 使用精确质量 LC-MS 筛查环境样品中的多种化合物 [ 41 ]

42 [ 应用纪要 ] 实验 样品制备制备了以下样品 PPCP 标准品 : 使用 UHPLC 级水, 制备高浓度标准溶液 (1 µg/l) 空白提取样品 : 作为参比样品 UHPLC 级纯水 (Fisher Optima), 使用图 2 所示的方案进行浓缩 井水提取样品 : 作为未知样品 按照上述方法, 浓缩的井水样品 先提取, 后加入 PPCP 的井水样品 : 按照上述方法浓缩后, 加入表 1 所列的 35 种 PPCP, 使其浓度为 1 µg/l 先加标, 后提取的标井水样品 : 向井水样品中预先加入表 1 所列的 35 种 PPCP(1 ng/l 浓度 ), 然后按照上述方法进行浓缩 平行制备两份预加标的样品 未提取的井水 : 未浓缩也未加标的井水样品 提取的校准标准品溶液 : 将表 1 所列的 35 种 PPCP 加到 UHPLC 级水中, 分别加至 8 个浓度 ( 和 5. ng/l), 然后按照上述方法进行浓缩 LC-MS 条件使用 UPLC/MS E 数据采集模式, 采集综合数据 MS E 采用模式是 : 低碰撞能量和高碰撞能量质谱信息同时采集, 仅通过单次进样, 就能提供母离子和子离子的精确质量信息 UPLC 条件 LC 系统 : ACQUITY UPLC I-Class 运行时间 : 15. min 流速 :.4 ml/min 进样量 : 1. µl 色谱柱 : ACQUITY UPLC HSS C µm, 2.1 x 15 mm 柱温 : 5 C 流动相 A: 5 mm NH 4 HCO 2 水溶液, 用甲酸调 ph 至 3. 流动相 B:.1 (v/v) 甲酸的乙腈溶液 流速 流动相流动相 时间 ml/min A B 曲线 初始 MS 条件 MS 系统 : Xevo G2-S QTOF 电离模式 : ESI+ 扫描时间 :.2 s 毛细管电压 : 1. kv 采样锥孔电压 : 2. V 离子源温度 : 12 C 脱溶剂气温度 / 脱溶剂气流量 :55 C/1 L/H 质量范围 : m/z 5-12 MS E 低碰撞能量 :4. V MS E 高碰撞能量 : V LockSpray TM 溶液 : 亮氨酸脑啡肽 LockSpray 质量 : m/z [ 42 ] 使用精确质量 LC-MS 筛查环境样品中的多种化合物

43 由于 PPCP 化合物具有广泛的化学多样性, 因此对这些结构多样 种类繁多的化合物进行提取 分离, 就成为一个极大的分析挑战 我们采用一种混合模式固相萃取方法制备样品, 如图 2 所示, 该方法在先前的研究中进行过介绍 2 之所以选择那些加标浓度, 是因为样品制备要实现 1 倍的浓缩 样品中 1 ppt (1 ng/l) 的浓度相当于浓缩后加标样品中 1 ppb (1 µg/l) 的浓度 Oasis MAX 6 cc 15 mg Oasis MCX 6 cc 15 mg 上样活化条件 1:5 ml MeOH 活化条件 1:5 ml 水上样 :1 L, 流速 1 ml/min 淋洗不连续式分段淋洗 MAX:5 ml 1 H 2 O + 2 NH 4 OH 淋洗 MCX:5 ml 1 H 2 O + 2 甲酸溶液 提取提取 1 MAX:5 ml 1 MeOH 提取 2 MAX:5 ml 1 MeOH + 甲酸提取 3 MCX:5 ml 1 MeOH + NH 4 OH 后提取合并 3 种提取液蒸干 (N 2 ) 复溶于 1 µl 1 H 2 O + 1 mm 甲酸铵进样 1 µl 图 2. 用于提取水样品的样品制备方案 该样品制备方案可实现 1 倍的浓缩 对乙酰氨基酚可待因 (Codeine) 萘普生磺胺甲噁唑 阿替洛尔皮质酮氧氟沙星噻氯匹定 阿奇霉素可的松氧烯洛尔甲苯磺丁脲 苯佐卡因可替宁普鲁卡因曲安奈德 溴己新 异羟基洋地黄毒苷 异丙嗪 甲氧苄氨嘧啶 盐酸丁咯地尔 酮洛芬 乙胺嘧啶 曲普利啶 氯苯那敏 左旋咪唑 雷尼替丁 华法林 西咪替丁 美托洛尔 罗红霉素 甲苄噻 可卡因 咪康唑 沙丁胺醇 ( 舒喘宁 ) 表 1. 分析中所使用的 35 种 PPCP 数据处理收集了所有的 MS E 模式采集的数据, 并使用 UNIFI 科学信息管理系统进行处理 在 UNIFI 中, 数据经过了峰顶检测和校准处理算法处理 3 这样就能够将相关的离子组分分到一组, 作为单个实体进行分析 带电组分 盐加合物和碎片都可自动进行校准和分组, 因此所有这些信息都能用于自动数据解析 采用的 UNIFI 的法医毒理学筛查应用解决方案, 包括了分析方法中预设的液质条件和处理参数 4 UNIFI 中的毒物筛查数据库中有 1 余种化合物, 其中包括多种 PPCP, 例如滥用药物 兽药和人用药物 数据库条目中包含名称 分子式 结构式 mol 文件 保留时间和碎片离子理论精确质量数 使用精确质量 LC-MS 筛查环境样品中的多种化合物 [ 43 ]

44 [ 应用纪要 ] 结果与讨论 对加入井水样品中的化合物进行分析, 证明了该方法的定向分析能力 某标准品的校准曲线示例如图 3 所示 井水样品中没有检测到 35 种标准品中任何一种的残留 图 3. 一个基质匹配的可卡因标准品的 UNIFI 定量分析示例 鉴定详情见组分汇总部分 母离子和碎片离子的萃取离子色谱图展示在色谱图部分, 重复进样及校准曲线结果见定量校准部分 为了确定是否存在其它化合物, 毒物筛查数据库中的每个条目都包括多达 3 种加合物 (H+ Na+ K+) 前已证明, 根据大型数据库进行筛查时, 如果仅使用一种诊断离子的精确质量, 就会导致过多的误检 5 先前的工作还强调, 分辨率高 重现性好的色谱分析对于降低误检率至关重要 6 本研究所使用的方法充分利用了 UNIFI 科学数据库中储存的保留时间和碎片离子精确质量信息 在质量数准确度允许偏差为 5 ppm, 保留时间偏差为.5 min, 并且至少要检测到 1 种碎片离子的条件下, 检测到井水样品中存在 4 种残留成分 这些残留成分如表 2 和图 4 所示 表 2. 根据包含 1 余种化合物的数据库对井水提取样品进行筛查所得到的 UNIFI 组分汇总表, 展示了每种已鉴定化合物的详细信息 通过使用现成的标准品和现有的 MS/MS 串联四极杆质谱方法, 我们确证和定量分析了卡马西平和吡虫啉 具体操作方法是将标准品加入未经提取的井水样品中, 然后直接进样, 采用 ACQUITY UPLC I-Class 系统和 Xevo TQ-S 串联质谱仪进行分析 ( 数据未显示 ) 检测到这两种成分的浓度分别为.31 ng/l 和.58 ng/l 没有对曲马多和乌洛托品进行确证或定量分析 [ 44 ] 使用精确质量 LC-MS 筛查环境样品中的多种化合物

45 图 4. UNIFI 中根据保留时间鉴定出的所有组分的结构式 每个鉴定结果都能根据用户的规定进行标注 在本例中, 标注了结构 保留时间 化合物名称 预期 m/z 和质量误差 (ppm) 在 UNIFI 中, 鉴定的条件完全是可定制的, 从而给予用户最大的灵活性 图 5 中的柱状图展示了对包含表 1 中 35 种化合物的样品进行鉴定时, 改变保留时间偏差所得到的结果 在质量准确度偏差为 5ppm(SANCO 准则 ) 且没有保留时间或碎片离子标准时, 反馈了 735 个阳性结果 ( 图 5 中最右边的红色柱状图 ) 结合保留时间并降低其偏差后, 误检数量下降 ( 图 5 中的红色柱状图 ) 即使将保留时间的容差设定为 1 min, 阳性结果的数量也减少了 65 以上 当然, 如果该偏差值设定过低, 假阴性结果数量可能会上升, 正如这 35 种添加的化合物在偏差为.25 min 或更低时, 测定结果所示 ( 图 5 中的紫色柱状图 ) 当碎片离子被用于提高鉴定能力的条件时, 误检的数量明显降低 ( 图 5 中的绿色柱状图 ) 图 5. 在鉴定条件中使用保留时间和碎片离子时, 展示误检数量下降情况的柱状图 使用精确质量 LC-MS 筛查环境样品中的多种化合物 [ 45 ]

46 [ 应用纪要 ] HRMS 筛查成功的关键 : 是采用较宽松的允许偏差, 但使用多重筛查条件 这样就能在假阴性结果最少的同时, 显著降低假阳性的数量 UNIFI 为用户提供了可在简化的工作流程中, 灵活组合多种鉴定条件相, 实现快速的数据筛查, 并提高分析人员的工作效率 结论 使用 SPE 方案, 对当地的井水样品进行浓缩, 然后进行 HRMS 筛查, 结果 : 在该样品中, 检测到 4 种目标化合物 使用混合模式 SPE 方法, 可同时分析单个样品中所含的 酸性 碱性和中性目标化合物 毒物筛查数据库中所包含的保留时间和碎片离子的精 确质量信息能降低误检率, 这对于筛查实验中的快速数据筛查来说至关重要 使用容许误差较大的多种鉴定条件, 可控制误检数量, 并使 HRMS 筛查的假阴性结果最少 参考文献 1. S Richardson. Environmental Mass Spectrometry: Emerging Contaminants and Current Issues. Anal Chem. (212), 84: C Mallet, G Cleland, J A Burgess. Multi-Residue Analysis of Pharmaceuticals and Personal Care Products (PPCPs) in Water Using the ACQUITY UPLC H-Class System and the Xevo TQD Tandem Mass Spectrometer. Waters Application Note No en, October Geromanos et al., The detection, correlation, and comparison of peptide precursor and product ions from data independent LC-MS with data dependant LC-MS/MS. Proteomics (29) 9: J Archer, P Dargan, D Wood, N Mistry, M Wood. Screening for Classical and Novel Drugs in pooled urine using UPLC-TOF-MS E ). Waters Application Note No en, June Mol et al. Anal Bioanal Chem. (212) July; 43(1): Croley et al. J Am Soc Mass Spectrum. (212), 23: 沃特斯中国有限公司沃特世科技 ( 上海 ) 有限公司 Waters, UPLC, ACQUITY UPLC, UNIFI, Xevo 和 The Science of What s Possible 是沃特世公司的注册商标 LockSpray 是沃特世公司的商标 其它所有商标均归各自的拥有者所有 213 沃特世公司中国印刷 213 年 1 月 72481ZH AG-PDF 北京 : 上海 : 广州 : 成都 : 香港 : 免费售后服务热线 :8 (4) [ 46 ] 使用精确质量 LC-MS 筛查环境样品中的多种化合物

47 [ 应用纪要 ] 应用纪要 应用纪要 使用超灵敏度的UPLC/MS/MS直接定量分析 饮用水样品中的敌草快和百草枯 Claude R Mallet 沃特世公司 美国马萨诸塞州米尔福德 应用优势 简介 洁净的水样可直接进样 无需进行样品提 世界各国的作物保护通常与农药 杀虫剂或除草剂的广泛使用有关 取或浓缩 节省了分析人员的宝贵时间 这些农用产品可能对环境有害 并且会影响人类和动物的健康 尽管 使用ACQUIT Y UPLC BEH C18色谱柱进行快 制杂草的生长非常重要 如果不抑制杂草可能会使农作物产量下降高 速的UPLC 分析 缩短了样品运行时间 达82 在除草剂家族中 联吡啶被广泛应用于农业以控制阔叶杂草 提高了实验室效率 和水生杂草的生长 最常用的联吡啶为敌草快和百草枯 它们占全球 存在风险 但它们却是全球经济的重要组成部分1 例如 除草剂对控 市场最大份额 直到最近才被草甘膦超越3 由于其用作采收前干燥剂 在 1 μl直接进样条件下 高灵敏度的 和落叶剂的高效力 敌草快和百草枯被列为具有较高毒性的物质4 世 Xevo TQ-S可实现出色的痕量定量 甚至在 界卫生组织 WHO 将这些化合物分类为中等毒性5 虽然它们在水中 的半衰期为48 h 但有意或无意的摄入可能会对健康产生严重影响 美 25次样品进样后性能无明显衰减 国环境保护署 U.S. EPA 规定饮用水中敌草快的最大污染浓度为2 ppb 百草枯的目标限度为3 ppb6 EPA未作出规定 欧盟 EU 没有明确规定 饮用水中这些化合物的浓度水平 而是继续采用.1 ppb的限度值7 对联吡啶类除草剂的分析可能存在一定的困难 主要是因为它们是阳 离子分子 它们固有的强极性和正电荷使得需要在通过反相色谱分析 季胺类物质时使用离子对添加剂 U.S. EPA方法549.2利用反相色谱和离 子对对敌草快和百草枯进行分离 并使用UV检测器检测8 由于离子对 试剂会抑制MS源中的电离 因此通常避免将离子对试剂用于ESI-MS应用 中 对于MS应用 HILIC可提供合适的色谱分析 而无需使用离子对试 沃特世解决方案 剂 9 然而 MS灵敏度的最新进展实现了水中痕量污染物的直接分析 ACQUITY UPLC 并且备受人们青睐 其中免除了费力费时的固相萃取和样品浓缩步 Xevo TQ-S 骤 这一点非常可取 含水样品的直接进样非常适合于反相色谱 因 为样品基质与初始流动相条件类似 而对于 HILIC 首先需要使用有机 ACQUITY UPLC BEH C18色谱柱 溶剂对水样进行稀释 TrendPlot MS软件 关键词 敌草快 百草枯 饮用水 Xevo TQ-S 除草 剂 联吡啶 1 使用超灵敏度的UPLC/MS/MS直接定量分析饮用水样品中的敌草快和百草枯 [ 47 ]

48 [ 应用纪要 ] 应用纪要 实验 敌草快和百草枯标准品均购自Sigma Alrich 美国密苏里州圣路易斯 HFBA HPLC级 购 自T hermo Scientific 伊利诺伊州罗克福德 使用MilliQ水制备校准标准品 水样则从自瓶 装水和自来水收集 季铵盐类除草剂的化学结构和所用MRM条件分别见图1和表1 选择 Quanpedia 数据库中存储的MRM跃迁数据用于分析 利用配有ACQUITY UPLC BEH C mm色谱柱的waters ACQUITY UPLC系统进行色谱分离 运行方法使用含1 mm HFBA的水/甲 醇的1 min线性梯度 利用Xevo TQ-S进行检测 UPLC条件 UPLC系统 ACQUITY UPLC 运行时间 3. min ACQUITY UPLC BEH C18 色谱柱 mm 1.7 µm 柱温 25 流动相A 1 mm HFBA水溶液 流动相B 1 mm HFBA甲醇溶液 梯度洗脱 1 min内以线性梯度 图1. 敌草快和百草枯的化学结构 从2B升至95B 流速.6 ml/min 进样体积 1 µl MS条件 MS系统 Xevo TQ-S 电离模式 ESI+ 毛细管电压 3. kv 锥孔电压 5. V 源温度 14 脱溶剂气温度 55 脱溶剂气 11 L/hr 锥孔气 5 L/hr 除草剂 母离子 产物离子 锥孔电压 碰撞能 敌草快 百草枯 表1.敌草快和百草枯的MRM条件 使用超灵敏度的UPLC/MS/MS直接定量分析饮用水样品中的敌草快和百草枯 [ 48 ] 使用超灵敏度的UPLC/MS/MS直接定量分析饮用水样品中的敌草快和百草枯 2

49 应用纪要 本应用纪要介绍了使用挥发性离子对试剂 七氟丁酸 HFBA RP-UPLC和高灵敏度的Xevo TQ-S 通 过直接进样对饮用水中敌草快和百草枯的分析 结果与讨论 结合StepWaveTM离子光学元件 沃特世Xevo TQ-S在痕量分析中展现出无可比拟的性能 超高的灵敏 度可轻松满足相关饮用水中痕量污染物检测的苛刻的样品浓度要求 凭借高水平的灵敏度 通 过使用ACQUITY UPLC系统的直接进样技术 洁净水样可在色谱柱上直接预浓缩 如图2所示 敌 草快和百草枯在反相柱上获得非常明确的高斯峰形 将图2中的两组纵轴值作比较 显示两种 分析物的响应差异 可以发现 尽管百草枯的响应比敌草快低 但两种化合物均达到了所需的 定量浓度水平 1 4通道ES+的MRM 185 > 17 百草枯 通道ES+的MRM 183 > 157 敌草快 क़ 图2. 敌草快和百草枯的反相色谱图 1 ppb加标 使用超灵敏度的UPLC/MS/MS直接定量分析饮用水样品中的敌草快和百草枯 3 使用超灵敏度的UPLC/MS/MS直接定量分析饮用水样品中的敌草快和百草枯 [ 49 ]

50 [ 应用纪要 ] 应用纪要 定量 采用直接进样方案 根据 MilliQ 水制备的标准品生成的校准曲线进行瓶装水和自来水的定量分 析 在本例中 外标校准显示结果良好 并认为没有必要使用内标 如图3所示 用于自来水 中敌草快和百草枯分析的校准曲线在5 ppt-1 ppb浓度范围内显示出良好线性 并且敌草快和 百草枯的 r2值分别为.997和.995 加标浓度为1 ppb 的回收率见表 2 回收率在75-17范围 内 两种水样中敌草快和百草枯的相对标准偏差 RSD 均低于8 除草剂 瓶装水 自来水 敌草快 百草枯 表2. 瓶装水和自来水在加标浓度为1 ppb时的回收率和变异系数 n=3 1 化合物名称 敌草快 相关系数 r = r2 = 校准曲线 * x 响应类型 峰面积 曲线类型 线性 原点 排 除 加权 1/x 轴转 无 ၚᆌ ౪ 图3A. 敌草快在5 ppt-1 ppb 范围内的校准曲线 1. 化合物名称 百草枯 相关系数 r = r2 = 校准曲线 * x 响应类型 峰面积 曲线类型 线性 原点 排 除 加权 1/x 轴转 无 ၚᆌ ౪ 图3B. 百草枯在5 ppt-1 ppb 范围内的校准曲线 使用超灵敏度的UPLC/MS/MS直接定量分析饮用水样品中的敌草快和百草枯 [ 5 ] 使用超灵敏度的UPLC/MS/MS直接定量分析饮用水样品中的敌草快和百草枯 4

51 应用纪要 在本应用中 在流动相 水相和有机相 和样品中均添加了离子对试剂 因此HFBA的纯度非常 关键 在方法开发阶段 百草枯的 m/zmrm跃迁显示出 在百草枯的预期保留时间附 近出现干扰 此外 还显示出高背景噪音 使得难以对低于5 ppt的百草枯进行定量 这一问 题归因于离子对添加剂 极可能是由于所用的离子对添加剂纯度级别较低 使用较高纯度级的 离子对添加剂时 干扰消失 背景噪音降低至满意水平 最终 瓶装水分析的检测限 LOD 达到5 ppt MRM色谱图见图4 根据定量和确证后的MRM跃迁 图5 计算得出的敌草快和百草 枯的离子比率显示标准品和加标样品之间具有良好的相关性 进一步佐证了直接进样方法的适 用性 1 4通道ES+的MRM 185 > 17 百草枯 1 4通道ES+的MRM 185 > 17 百草枯 空白水样 加标水样 1.32 क़ क़ 通道ES+的MRM 183 > 157 敌草快 क़ क़ 图4. 百草枯和敌草快在5 ppt 加标浓度和空白情况下的色 谱图 瓶装水 1 瓶装水加标样 1. ppb MilliQ标准品 1. ppb 4通道ES+的MRM 185 > 17 百草枯 4通道ES+的MRM 185 > 17 百草枯 1.32 确证/定量的离子比率为 क़ 确证/定量的离子比率为.41 क़ 通道ES+的MRM 183 > 157 敌草快 通道ES+的MRM 183 > 157 敌草快 4通道ES+的MRM 183 > 157 敌草快 确证/定量的离子比率为.2 确证/定量的离子比率为.22 क़ क़ 图5. 根据定量和确证MRM跃 迁所得的敌草快和百草枯的 离子比率 使用超灵敏度的UPLC/MS/MS直接定量分析饮用水样品中的敌草快和百草枯 5 使用超灵敏度的UPLC/MS/MS直接定量分析饮用水样品中的敌草快和百草枯 [ 51 ]

52 [ 应用纪要 ] 应用纪要 柱使用寿命和耐用性 直接进样方法就速度和易用性而言非常有效 但是该技术在某些情况下具有缺陷 较长时间后 这种缺陷可能会影响分析性能 对于未过滤和未经提取样品的重复进样和较大体积进样可能会 导致峰变形 在柱使用寿命和耐用性研究中 峰形和柱反压是色谱柱整体性能的理想指示器 在本应用中 如图6所示 敌草快和百草枯在初次进样和第25次进样之间的峰形未显示出明显 变形 在第一个样品进样之前 记录的初始色谱柱反压读数为35 psi 25次自来水样品进样 之后 初始色谱柱反压显示读数为39 psi 增加了4 psi 整个分析过程中主要定量特征仍为 目标分析物具有高斯峰形 通道ES+的MRM 185 > 17 百草枯 5.1e5 4通道ES+的MRM 185 > 17 百草枯 5.1e5 第 25 次进样 第 1 次进样 通道ES+的MRM 183 > 157 敌草快 5.17e 通道ES+的MRM 183 > 157 敌草快 5.34e क़ क़ 图6. 色谱柱使用寿命研究的MRM色谱图示例 显示了自来水中敌草快和百草枯分析的第1次和第25次进样 使用超灵敏度的UPLC/MS/MS直接定量分析饮用水样品中的敌草快和百草枯 [ 52 ] 使用超灵敏度的UPLC/MS/MS直接定量分析饮用水样品中的敌草快和百草枯 6