全自动固相萃取-气相色谱-串联四级杆质谱测定水中16种多环芳烃

全自动固相萃取-气相色谱-串联四级杆质谱测定水中16种多环芳烃

多环芳烃（pahs）是一种由两个或两个以上的苯环组成的厚环化合物。结构上的共轭体系使这种化合物高度稳定，在环境介质中难以分解。多环芳烃被列为持久性有机物(POPS),既是国际上关注的环境内分泌干扰物质,又具有致癌、致畸、致突变等特性,对生物体产生遗传毒性,对生物体和人类具有潜在的危害性目前测定多环芳烃的方法主要有气相色谱-质谱法、高效液相法等,分析环境中复杂基质样品中的痕量有机污染物时,干扰严重的背景和仪器的假阳性等影响着样品检测定量定性分析的准确性1实验方法1.1n-evap111自动氮吹浓缩法GC450气相色谱仪(美国,布鲁克·道尔顿);320三重四级杆串联质谱仪(美国,布鲁克.道尔顿);GX-274全自动固相萃取仪(美国,吉尔森);N-EVAP111型自动氮吹浓缩仪(美国,OrganomationAssociatcs);DB-1701型色谱柱,30m×0.32mm×0.25μm。16种组分多环芳烃混标(1∶1,甲醇∶二氯甲烷)购自百灵威试剂(AccuStandard);二氯甲烷,甲醇,购于天地试剂(美国,HPLC纯);无水硫酸钠(优级纯,450℃烘烤4.0h,干燥器内冷却后备用);CNWC8、C18固相萃取小柱购于上海安普。1.2提取处理法取1.0L自然澄清达到室温要求的水样,加入30gNaCl盐析,轻轻振摇,直至NaCl溶解,然后加入10mL乙醇有机改良剂,摇匀(注:若样品中多环芳烃浓度较高,省去盐析和改良溶解度步骤)。安装所需的固相萃取小柱,添加萃取液和淋洗液,设置仪器固相萃取条件,按样品编号进行提取处理。样品解析洗脱后,经氮吹仪浓缩至0.5mL以下,二氯甲烷定容至1.0mL,待上机分析。1.3质谱分析条件气相色谱:进样方式:不分流进样;进样量:1.0μL;柱流速:1.0mL/min;进样口:280℃;柱温:60℃保持2.0min,以30℃/min升到160℃,保持3.0min,再以10℃/min升到280℃,保持10min。质谱分析条件:离子源:EI源,70ev;离子源温度:250℃;腔体温度:40℃;传输线温度:280℃;碰撞气(Ar)压力:2.0mTorr;电子倍增器电压:1000V;溶剂延迟:4.5min。2结果与讨论2.1加标回收率实验优选萃取柱:多环芳烃组分为非极性或弱极性物质,水中多环芳烃的测定宜采用反相萃取方式优选洗脱剂:按照溶剂极性选取二氯甲烷、三氯甲烷、二氯甲烷:乙酸乙酯(1+1)三种试剂,做加标回收率实验,发现此三种洗脱剂在C18柱上回收率无明显差别,回收率均在85.04%~93.58%。综合考虑三种溶剂的毒性及其他相关因素,二氯甲烷作为洗脱剂较为理想。2.2质量分析条件的优化2.2.1子离子的选择为消除基质干扰,提高检测灵敏度,采用二级质谱扫描模式进行分析。首先选用较高浓度1.0mg/L混合标准液(16种多环芳烃)进行FullScan模式全扫描,获得这16种化合物的总离子流图,确定每个物质的保留时间,再对该一级质谱图进行全面分析,初步选择2~3个质量数大、丰度比高的特征离子作为母离子。对于选定好的母离子,设定不同范围的碰撞能量进行碰撞测试,对其产生的二级质谱碎片离子进行扫描,得到子离子扫描质谱图,选项相应的二级碎片离子作为子离子。通过对比同一母离子在不同碰撞能量和不同母离子在同一碰撞能量产生子离子的相对丰度,优化选择出母离子和子离子的最佳组合,综合考察各离子间的丰度比及最佳碰撞能量等因素最终获得较好的串联四级杆质谱(MS/MS)图。图1所示为16种PAHs浓度为200μg/L的MS/MS质谱图。2.2.2化合物诱导碰撞能量的选择应用仪器自动开发功能(AMD)在5~50eV范围内,5eV为一个能级对每种化合物的诱导碰撞能量进行选择优化。结果显示,16种多环芳烃混合物中具有二元、三元环状结构的化合物,其稳定性相对四元、五元以上环状结构的化合物弱一些,碰撞所需能量相对较弱2.2.3质谱条件的确定多环芳烃化合物串联四级杆质谱的定性分析要综合考虑被测物质的保留时间、母离子与子离子裂解关系、信噪比、定性离子的确认以及子离子间相对丰度比的匹配度、优化碰撞能量的最佳组合等因素,最终确定目标化合物的最佳质谱条件。16种多环芳烃串联四级杆质谱的分析条件详见表1。2.3方法的检出限和定量限根据仪器的灵敏度和实际样品的检出情况,配制质量浓度为10μg/L、20μg/L、50μg/L、100μg/L、500μg/L标准系列。外标法定量,以各组分的峰面积(y)为纵坐标,以质量浓度(x)为横坐标绘制标准曲线。取样体积为1.0L时,连续测定质量浓度为10μg/L空白加标水样7个平行样,计算出标准偏差(SD),相对标准偏差(RSD),以3倍的相对标准偏差为方法最低检出限(LOD),以10倍相对标准偏差为方法最低定量限(LOQ)。结果见表2。表2中的数据表明,该方法的线性关系良好,灵敏度较高,最低检出限在0.06~0.27μg/L,最低定量限为0.21~0.91μg/L。2.4加标回收率和测量重复性rsd对三组添加水平分别为10μg/L、100μg/L、500μg/L的空白水样进行测定,16种多环芳烃,添加浓度为10μg/L的平均加标回收率在79.84%~105.52%,测量重复性RSD为5.36%~9.27%;添加浓度为100μg/L的平均加标回收率在85.39%~107.71%,测量重复性RSD为4.08%~8.33%;添加浓度为500μg/L的平均加标回收率在86.31%~108.43%,测量重复性RSD为3.17%~7.35%。3多环芳烃的含量测定采用全自动固相萃取前处理方法,节约人力,节省溶剂