應(yīng)用液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)直接進(jìn)樣測定不同水體中的丙烯酰胺

＊周永芳 陳際 杜雙雙 詹子寬

（溫州市公用事業(yè)投資集團(tuán)有限公司自來水分公司 浙江 325000）

應(yīng)用液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)直接進(jìn)樣測定不同水體中的丙烯酰胺

＊周永芳 陳際 杜雙雙 詹子寬

（溫州市公用事業(yè)投資集團(tuán)有限公司自來水分公司 浙江 325000）

采用液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)直接進(jìn)樣法，建立了對不同水體中丙烯酰胺的分析方法。樣品經(jīng)0.22 μ m聚偏氟乙烯濾頭過濾后，經(jīng)Waters HSS T3色譜柱分離，采用MS/MS多反應(yīng)檢測模式（MRM）進(jìn)行分析。采用外標(biāo)法定量，丙烯酰胺在0.10～10.0μ g/L范圍內(nèi)，所得回歸方程的相關(guān)系數(shù)（r）為0.9998；方法的檢出限和測定下限分別為0.02μ g/L和0.08μ g/L；實際水樣在高、中、低3個添加水平下的回收率為96.0-105%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）小于6%。該方法靈敏、準(zhǔn)確、檢測范圍廣，分析速度快，不需要衍生化等前處理步驟，適用于各種水體中丙烯酰胺的檢測。

液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)；直接進(jìn)樣；丙烯酰胺；水體；電噴霧離子源

丙烯酰胺是一種水溶性極強的不飽和羧基化合物，是一種常用于污水凈化的工業(yè)絮凝劑。研究表明，人體可通過消化道、呼吸道、皮膚黏膜等多種途徑接觸丙烯酰胺，飲水是其中的一條重要的接觸途徑。為此WTO以及我國《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》都對丙烯酰胺在飲用水中的最高殘留限量進(jìn)行了嚴(yán)格規(guī)定。

目前水體中丙烯酰胺的檢測技術(shù)很少，氣相色譜技術(shù)前處理方法溴化試劑衍生，存在著反應(yīng)時間長，過程繁瑣等缺點，且由于生成的2，3-二溴丙烯酰胺在水中的溶解性較大，用乙酸乙酯萃取的萃取率較低引起加標(biāo)回收率不理想；液相色譜技術(shù)操作簡單，但分析過程存在假陽性難以克服的問題。本文采用液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)直接進(jìn)樣測定水樣中丙烯酰胺，方法簡單、耗時短、靈敏度高、可實現(xiàn)不同水體中丙烯酰胺的定性和定量測定。

1.實驗部分

(1)儀器與試劑

ACQuIT uPLC-XEVO TQ超高效液相色譜-電噴霧串聯(lián)質(zhì)譜儀（美國Waters公司）；Milli-Q超純水器；PEAK氮氣發(fā)生器；0．22μm孔徑濾膜（PVDF，美國Millipore公司）。

丙烯酰胺（國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心）、甲醇：HPLC（Merck）、乙睛：HPLC（Merck）、甲酸：LC/MS（Fisher Scientific）．

(2)樣品的采集及前處理

用棕色玻璃瓶采集樣品于4℃環(huán)境下避光密封保存，以防止水樣中的痕量丙烯酰胺分解。檢測時抽取水樣，經(jīng)PVDF濾膜過濾后裝入進(jìn)樣瓶中，HPLC-MS/MS進(jìn)行測定。

(3)色譜-質(zhì)譜條件

液相色譜條件：Waters HSS T3色譜柱；柱溫30℃；進(jìn)樣量10μL；流動相流速0．4mL/min；流動相A 0．5%甲酸水溶液，B為甲醇，采用等度洗脫，運行時間3min。

質(zhì)譜條件：電噴霧正離子源（ESI+）模式；掃描方式：多反應(yīng)監(jiān)測（MRM）；脫溶劑溫度為550℃；脫溶劑氣流速：1000L/Hr；錐孔氣流速：50L/Hr。表1為丙烯酰胺的uPLC-MS/MS分析參數(shù)。其中*定量離子。

表1 丙烯酰胺的ESI-MS/MS分析參數(shù)

2.結(jié)果與討論

(1)質(zhì)譜條件的優(yōu)化

在電噴霧正離子模式下，對1mg/L丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行不同毛細(xì)管電壓條件下一級質(zhì)譜掃描，確定母離子和毛細(xì)管電壓，然后在不同碰撞能量下分別對母離子進(jìn)行二級掃描，選擇最佳子離子和碰撞能量。根據(jù)選擇的離子對，在MRM模式下優(yōu)化源溫度、脫溶劑氣溫度和流量及錐孔氣流

說明：1—丙烯酰胺特征離子質(zhì)量色譜圖（72＞54.8）；2—丙烯酰胺特征離子質(zhì)量色譜圖（72＞44.0）

根據(jù)HJ/T168-2010《環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修技術(shù)導(dǎo)則》中檢出限試驗方法，對目標(biāo)化合物含量為檢出限2～5倍的樣品進(jìn)行11次平行測定，計算方法檢出限（LOD），以4倍的LOD作為定量限（LOQ），結(jié)果見表2。

表2 丙烯酰胺的線性范圍、保留時間、線性方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限和定量限（n=11）

(4)方法的回收率及精密度

采集水樣經(jīng)0．22μm孔徑濾膜過濾后進(jìn)行分析測定，未檢出目標(biāo)化合物。采用實際樣品加標(biāo)測定回收率的方法來考察方法的準(zhǔn)確度，加標(biāo)范圍在0．10～10．00μg/L范圍內(nèi)，每個樣品平行測定6次，測定結(jié)果見表3。分析結(jié)果表明，本方法回收率97．0%～106%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍1．1%～3．4%。量。本文對質(zhì)譜條件如碰撞能量、錐孔電壓等進(jìn)行了考察，通過實驗分別對比當(dāng)錐孔電壓為10、15、20、22、25V時的離子強度，發(fā)現(xiàn)當(dāng)錐孔電壓不斷升高時，離子強度隨之變大，當(dāng)錐孔電壓為22V時離子強度最大，條件最優(yōu)化；通過預(yù)實驗分別對比了當(dāng)碰撞能量為5、8、10、15eV時的子離子m/ z54．8強度，發(fā)現(xiàn)當(dāng)碰撞能量為10eV時，子離子m/z 54．8強度最大。經(jīng)過優(yōu)化，脫溶劑溫度為550℃，駐留時間0．55s，碰撞氣流速選擇0．15 L/Hr最佳。

表3 丙烯酰胺的甲標(biāo)回收率和精密度

(2)色譜條件的優(yōu)化

實驗中對Waters HSS T3柱、Waters BEH C18柱和Waters CSH C18柱進(jìn)行了考察，發(fā)現(xiàn)丙烯酰胺在Waters CSH C18柱和Waters BEH C18柱上無保留或保留較弱而無法檢測，而在Waters HSS T3柱上有相對較長的保留時間并且信噪比和靈敏度都較高，因此選擇Waters HSS T3柱作為分離柱。液相色譜分離時在流動相中加入適量甲酸可使離子預(yù)先形成，提高待測物在ESI+模式下的電離效率，從而提高監(jiān)測的靈敏度。本實驗分別考察了使用甲醇-0．5%甲酸水溶液、甲醇-0．2%甲酸水溶液、甲醇-0．1%甲酸水溶液對目標(biāo)化合物的保留時間、響應(yīng)強度及峰形的差異。結(jié)果表明，采用甲醇-0．5%甲酸水溶液為流動相時，目標(biāo)物的峰形好且響應(yīng)強度較大，因此選擇添加0．5%甲酸。將甲醇改成乙腈時，目標(biāo)化合物的響應(yīng)值明顯降低、保留時間提前；這主要是因為乙腈的洗脫能力比甲醇強，而在質(zhì)譜分析中，乙腈溶液的離子化效率比甲醇低。因此選擇甲醇-0．5%甲酸水溶液作為流動相。

(3)標(biāo)準(zhǔn)曲線和檢出限

配置不同質(zhì)量濃度的丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)工作液，在最優(yōu)的試驗條件下進(jìn)行測定，并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果表明：丙烯酰胺的質(zhì)量濃度0．10～10．00μg/L范圍內(nèi)呈線性（相關(guān)系數(shù)r=0．9998）。

(5)樣品測定

利用該方法測定了溫州地區(qū)不同水體（地表水、飲用水水源、飲用出廠水各10份）。經(jīng)檢測，溫州的水體中丙烯酰胺的含量均小于WTO公告規(guī)定的丙烯酰胺在飲用水中的最高殘留限量為0．5μg/L的要求。

3.結(jié)論

本實驗建立了采用液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)直接進(jìn)樣測定水體中丙烯酰胺的分析方法。樣品經(jīng)聚偏氟乙烯濾頭過濾后直接進(jìn)樣，超高效液相色譜分離，串聯(lián)質(zhì)譜檢測。該方法的操作簡單、線性范圍寬、檢出限低、準(zhǔn)確度高，適用于多種水體中丙烯酰胺的測定。

[1]World Health Organization．Guidelines for drinking-water quality-Volume1:Recommendations[R]．Geneva,2008,1(annex4):491．

[2]GB 5749-2006．中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)－生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[S]．

[3]史箴,李抗美．利用毛細(xì)管氣相色譜法測定水和廢水中的丙烯酰胺[J]．環(huán)境科學(xué)與技術(shù),1998(4):30-34．

[4]楊斯超,張慧．汪俊涵等．柱前衍生化-氣相色譜-質(zhì)譜法定量測定食品中丙烯酰胺的含量[J]．色譜，2011,29(5):404-408．

[5]GB 5750-2006．中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)－生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范[S]．

[6]李麗萍．氣相色譜法測定水中丙烯酰胺的方法改進(jìn)[J]．廣東化工,2010(6):63-64．

[7]黃君禮,呂寶光,張洪?。咝б合嗌V法測定水中的丙烯酰胺[J]．環(huán)境科學(xué)叢刊,1989,10(4):49-52．

[8]METHOD 8316 Acrylamide, Acrylonitrile and Acrolein by High Performance Liquid Chromatography(HPLC)[S]．

[9]HJ/T168-2010．環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修技術(shù)導(dǎo)則．

Measurement of Acrylamide in Different Water Bodies by the Direct Injection Method of LCMS Technology

Zhou Yongfang, Chen Ji, Du Shuangshuang, Zhan Zikuan

（Running-water Branch Company, Wenzhou Public Utilities Investment Group Co., Ltd., Zhejiang, 325000）

Adopt the direct injection method of LC-MS technology to build methods for the analyzing acrylamide in different water bodies. After the flter head fltration of 0.22μm polyvinylidene fuoride and Waters HSS T3 Chromatogram Column Separation for the samples, adopt the MS/MS multiple reaction detection model(MRM) to take analysis. Adopt the external standard method to get the ration and in the range of 0.10～10.0μg/L, the acrylamide has got the correlation coeffcient(r) of the regression equation 0.9998. Besides, the detection limit and determined limit respectively is 0.02μg/L and 0.08μg/L. The recovery rate of the practical water samples in the three adding levels of high, medium and low is 96.0-105% and the relative standard deviation(RSD) is below 6%. This method has the features of being sensitive and accurate, having a wide detection range and fast analysis speed, besides, it does not need the pre-processing steps, like derivatization etc. and it is suitable for the detection of acrylamide in various water bodies.

LC-MS technology；direct injection；acrylamide；water body；electrospray ionization

T < class="emphasis_bold"> 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

A

周永芳（1984～)，女，溫州市公用事業(yè)投資集團(tuán)有限公司自來水分公司；研究方向：化學(xué)環(huán)境分析。

(責(zé)任編輯：劉林林)

溫州市科技計劃項目（S20160003）。