液相色谱—串联质谱法测定饮用水中的丙烯酰胺

来源:用户上传      作者: 张成

　　摘 要：建立了用液相色谱-串联质谱法测定饮用水中丙烯酰胺的方法。该法使用Cole-Parmer PTFE滤膜过滤样品，采用Acquity HSS T3（1.8μm，2.1X50mm）柱分离，以0.1%甲酸和甲醇为流动相（体积比95：5）分离。采用UPLC/MS/MS电喷雾电离正离子模式（ESI+），多反应检测（MRM），以外标法定量分析。该方法在0.10μg/L到0.60μg/L有良好线性范围。最低检测下限（LOD）0.10μg/L。加标回收率范围为88.9%-106.7%。相对标准偏差均低于8.2%。方法适用与水中丙烯酰胺的测定，具有灵敏度高、重现性好的特点，在水质监测中有重要作用。
　　关键词：质谱；LC/MS/MS；丙烯酰胺；饮用水；外标法
　　中图分类号：S27 文献标识码：A
　　1 概述
　　丙烯酰胺（acrylamide）是一种水溶性小分子白色结晶状固体，溶于水、乙醇等极性有机溶剂，是聚丙烯酰胺的单体。聚丙烯酰胺在水处理中用作絮凝剂，在饮用水的处理中有助于水的澄清。丙烯酰胺已被国家癌症中心（IARC）列为IIA类致癌物，世界卫生组织规定饮用水中的丙烯酰胺最高限量不超过0.5μg/L。目前，国内外测定痕量丙烯酰胺的方法主要有高效液相色谱法、气-质联用法及衍生化法，但不适用于测定水中的丙烯酰胺。本文开发了一种液相色谱-串联质谱法测定用水中的丙烯酰胺的方法，该法有前处理简单、测定周期短、灵敏度高、重现性好等优点。
　　2 实验部分
　　2.1 实验仪器、试剂与样品
　　2.2 实验条件
　　2.2.2 质谱条件。离子源：ESI+模式；毛细管电压：3.50kV；锥孔电压：20V；二级锥孔电压：5V；源温：120℃；脱溶剂温度：350℃；脱溶剂气流速：400L/Hr；定量方式为多反应检测（MRM）模式，定量离子为丙烯酰胺（71.6>54.8），定性离子为丙烯酰胺（71.6>43.9），碰撞能量均为8eV。
　　2.2.3 样品预处理。分析前，样品于4℃避光保存。分析时，样品用Cole-Parmer PTFE 0.2μm滤膜过滤。
　　3 结果与讨论
　　3.1 实验条件优化
　　3.1.1 液相色谱条件的优化。选择0.1%的甲酸水溶液作为主要流动相，但须注意甲酸溶液必须临用新配并密封放置半小时后使用。对比分别使用0.1%甲酸水溶液与水（0.1%甲酸）-甲醇（体积比95：5）为流动相时保留时间、响应强度、峰形的差异，发现使用0.1%甲酸水溶液保留时间增大，两者响应强度无较大差别，但使用甲醇可改善峰形。经过综合考虑，采用水（0.1%甲酸）-甲醇（体积比95：5）为流动相，流速：0.25ml/Min，在2分钟内可较好地分离丙烯酰胺，保留时间大约为0.94Min。
　　3.1.2 质谱条件的优化。对质谱条件如碰撞能量、锥孔电压等进行了反复测试和优化，发现几个特定的参数对质谱检测的灵敏度有很大影响。锥孔电压不仅直接关系到碎片解离的方式，对离子流强度也有影响。当锥孔电压比较低时，样品离子通过样品锥孔的速度降低，撞击锥孔或者与源内气体的动力小，分子离子不容易破碎；当增加锥孔电压时，分子离子的速度增加，通过锥孔时，与锥孔或者与源内气体的撞击动力大，分子离子就容易产生断裂，形成源内CID。经过优化，锥孔电压为20V时离子流强度最大，条件最优化。
　　经过优化，脱溶剂气温设为350℃时为最优。此外，驻留时间（Dwell time）也影响检测的精确度和灵敏度，增大驻留时间，得到的离子的准确度提高，重现性增加，但是灵敏度降低，反之亦然。因此，驻留时间设置为0.3较合适。增大碰撞气流速可增大检测响应，但是增加不明显，因此选择0.2ml/Min较好。
　　结语
　　建立了利用超高效液相色谱-串联质谱联用仪测定水中的痕量丙烯酰胺的方法。该法采用PTFE滤膜过滤水样，Acquity HSS T3（1.8μm，2.1X50mm）柱，以0.1%甲酸和甲醇为流动相（体积比95：5）进行分离。以外标法定量分析，在0.10μg/L到0.60μg/L有良好线性范围。具有样品处理简单、测定周期短、灵敏度高、重现性好等优点，适用于在环境实验室中饮用水中痕量丙烯酰胺的测定。
　　参考文献
　　[1]张凌云，刘波，徐荣，等.液相色谱-串联质谱法测定饮用水中的丙烯酰胺[J].环境化学，2010.
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