关键词：TSQ Plus、13种苯胺及2种联苯胺、土壤及土壤沉积物、生态部环境标准
摘要
本文用Thermo Scientific TSQ Plus液相色谱串联三重四极杆质谱平台，建立了快速检测土壤及沉积物中13种苯胺及2种联苯胺类物质的方法，选用Acclaim™ WCX-1 Mixed Mode Column, 色谱柱。以0.02%甲酸水溶液为流动相水相且以0.01%甲酸甲醇为流动相有机相，流速为 0.4 mL/min，柱温为35℃。采用ESI源正离子模式进行 SRM扫描。此15种化合物在0.5-100 ng/mL浓度范围内线性关系良好（r2>0.995），不同基质中1ng/mL的标准溶液连进6针RSD均在5%以内。本方法灵敏且专属性强，适用于苯胺类污染物的检测，完全符合标准要求。
引言
苯胺类化合物作为工业原料被广泛用于多种行业，如染料工业中的中间体，橡胶助剂的重要原料可用于制造防老剂，也可作为医药合成中间体，农药工业中用于生产许多杀虫剂，同时也是生产香料、塑料、清漆等的原料。少量苯胺就能引起急性中毒，其中一些苯胺类化合物可以快速透过皮肤或呼吸道系统进入体内，造成溶血性贫血，损害肝脏引起中毒性肝炎，对肾功能造成损害。同时，持续接触苯胺类物质，还可引起慢性中毒，对人的造血系统的损害表现为红血球逐渐减少，出现不同程度的青紫；对神经系统的损害表现为持续性头痛，智力减退或丧失以及各种神经功能症状；对泌尿系统的损害表现为排尿困难，血尿等现象，甚至发生尿道癌，前列腺癌或膀胱癌；对皮肤的损害表现为皮肤发红，疼痛，荨麻疹等过敏反应。
苯胺类物质具特殊的气味，一般难溶于水，而易溶于有机试剂，易挥发，结构稳定，对人体的危害高，随着工业发展，此类物质被大量使用，如不控制其排放，对环境和人类的饮用水安全会导致严重的持久性危害，因此，对苯胺类物质的测定至关重要。为贯彻《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国土壤污染防治法》,防治生态环境污染，改善生态环境质量，规范土壤和沉积物中苯胺类和联苯胺类化合物的测定方法,生态环境部制订的《中华人民共和国国家生态环境标准 HJ 1210—2021》将在今年6月1日起施行，该标准制订了土壤和沉积物13种苯胺类和2种联苯胺类化合物的液相色谱-三重四极杆质谱测定方法。
赛默飞最新TSQ系列三重四极杆苯胺类化合物测定方法包轻松满足HJ 1210—2021。方法包中包含有样品前处理方法，该前处理方法经过2种土壤沉积物的测试，回收率均在85%-115%以上。能够全方位检测土壤和沉积物中苯胺及联苯胺污染物。
实验部分
1.1 仪器与试剂
Thermo Fisher Vanquish Binary Core超高效液相色谱；
Thermo Fisher TSQ Quantis Plus系列三重四极杆质谱，配ESI源；
Acclaim™ WCX-1 Mixed Mode HPLC Column,3μm,2.1mmx150mm 色谱柱，货号:070093；
13种苯胺及2种联苯胺标准品溶液（纯度大于99.9%，浓度100 μg/mL，阿尔塔公司）；
HyperSep Carboxylic Acid(WCX)SPE小柱（500mg/6mL）货号：60108-205；
2种氘代内标溶液纯度大于99.9%，浓度100 μg/mL，阿尔塔公司）；
甲醇（质谱纯，Thermo Fisher）；水（质谱纯，Thermo Fisher）；
甲酸（质谱纯，Thermo Fisher）；乙酸铵（质谱纯，ThermoFisher）。
1.2 化合物信息及溶液配制
13种苯胺及2种联苯胺化合物信息：
储备液的配置：精确移取目标物质标准品，配置浓度约为10 μg/mL的储备液作为备用。
标准品配置：以乙腈和水(10:90, V:V)为稀释剂，稀释储备液成系列标准曲线，浓度范围为：0.5–100 ng/mL（3-硝基苯胺为：1-200 ng/mL）。
1.3 样品前处理：
提取
称取5g（精确至0.01g）干燥的土壤样品至具塞离心管中，依次加入50.0uL内标中间液和10.0mL2%的乙腈水溶液，密封后用旋涡混匀器混匀。超声提取30min（水槽中放置冰盒，确保水浴温度始终低于25 ℃）后，6000r/min冷冻离心10min，取上清液经亲水性聚四氟乙烯针式过滤器过滤，滤液待净化。
注：若样品pH值不在7～10之间，用甲酸或氨水调节其pH值至7～10，再进行提取。
出口分流： 30 mL/min
净化
将含有WCX-1填料的固相萃取柱固定在固相萃取装置上。用5 mL乙腈冲洗萃取柱，再用5mL水平衡萃取柱，待萃取柱充满后关闭流速控制阀，浸润5 min，缓慢打开控制阀，弃去流出液。在溶剂流干之前，移取2.00 mL过滤后的样品提取液转入柱内，弃去流出液。在溶剂流干之前，关闭控制阀，加入5 mL乙腈，5min后缓慢打开控制阀，接收洗脱液至完全流出。
浓缩
室温下，开启氮气至溶剂表面有细微波动（避免形成气涡）。将净化后的洗脱液氮吹浓缩至不少于0.8 ml，用乙腈定容至1.0 mL，转入2mL棕色样品瓶。4 ℃以下冷藏，7 d内完成分析，或-18 ℃以下冷冻，28d内完成分析。
测试溶液的制备：
准确移取250uL浓缩后的净化洗脱液，用水定容至1.0mL，混匀，用针式过滤器过滤后转入2mL棕色样品瓶，上机分析。
注：若样品中目标化合物浓度超出标准曲线最高点，则减少取样量，重新进行试样的制备。
1.4 仪器方法：
1.4.1 液相方法：
液相方法参考HJ 1210—2021；
色谱柱：Acclaim™ WCX-1 Mixed Mode HPLC Column,3μm, 2.1mm x 150mm 货号:070093
柱温：35℃；
进样量：5uL；
流动相：B为水（含0.02%甲酸），A为甲醇（含0.01%甲酸）梯度程序如下：
表1 流动相梯度洗脱程序
1.4.2 质谱条件：
可加热电喷雾电离源（HESI），正离子扫描模式；扫描方式：SRM；喷雾电压 (+)：3500V；离子传输管温度：280℃；鞘气压力45arb；辅助气压力10arb；离子源温度：320℃；碰撞气压力：1.5 mTorr。
表2 质谱SRM采集信息表
实验结果与讨论
2.1 仪器灵敏度测试
采用上述仪器方法，15种苯胺类类获得了良好的色谱峰，下图为此15种化合物的色谱图。
图1 15苯胺类物质提取离子流叠加图
图2为3-硝基苯胺1ng/mL的沙土基质离子流图，连进6针，3-硝基苯胺的RSD为：2.55%，信噪比6针均在20以上，满足定量需求。
图2 1ng/mL的沙土基质样中3-硝基苯胺
2.2 线性范围测试
将标准储备液进行逐级稀释，配置成系列标准曲线。采用上述仪器分析方法，考察仪器的线性范围。结果表明13种苯胺及2种联苯胺沙土、淤泥基质中具备良好的线性关系，线性相关系数R2均大于0.995。部分苯胺类化合物标准曲线见图3，化合物线性方程及结果见图4。
图3 部分化合物沙土基质中的线性方程图
图4 15种化合物沙土基质中线性结果方程表
2.3 稳定性及回收率结果测试
在2种不同土壤及土壤沉积物基质中标准添加低、中、高三个浓度的13种苯胺及2种联苯胺后，经过WCX-1小柱净化富集后获得待测样品。将获得的土壤及土壤沉积物样品经过上机连进三针测试后得到相应RSD及回收率部分结果如下表3所示。
表3 15种化合物淤泥基质稳定性及回收率结果
淤泥基质、沙土基质标准添加低、中、高的标液后经过前处理求得回收率在85%-115%之间。稳定性RSD均在5%以内。
讨论
本文建立了全新一代TSQ Plus系列三重四极杆分析土壤及沉积物中13种苯胺及2中联苯胺的方法。Thermo Fisher TSQ Plus系列三重四极杆质谱系2021年全新质谱产品，采用分段式共轭双曲面四极杆和双模式离散打拿极检测器，以及专为提供稳定分析数据改良设计的离子源。TSQ Plus系列三重四极杆可实现较快的极性切换，每次运行可通过极性切换实验分析更多化合物，提高生产力；方法建立中ThermoScientific™ mzCloud™数据库集成，可访问上万种精选化合物，直接导入谱库里现有的离子对信息，降低标准品购买的成本，节约化合物优化时间。
本文建立的三重四极杆液质联用仪（TSQ Plus系列）分析13种苯胺及2种联苯胺类化合物的检测方法。由实验结果可以看出，建立的检测方法具有优异的灵敏度，线性关系良好，两种土壤基质线性方程r2均在0.995以上，回收率稳定，2种土壤基质中标准添加低、中、高不同浓度的均在85%-115%之间，重现性优异，不同土壤基质中1ng/mL的15种化合物RSD均在5%以内，完全满足生态环境部标准。本方法可用于苯胺类物质的日常分析检测。
参考文献
[1]. HJ 1048-2019 水质 17种苯胺类化合物的测定 液相色谱-三重四极杆质谱法.
[2]. HJ 1210-2021 土壤及沉积物中15种苯胺及2种联苯胺类化合物的测定 液相色谱-三重四极杆质谱法
Thermo Fisher Scientific
United States
