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技术专家
Team TFS
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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:

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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

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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

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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

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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

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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

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图4 15种化合物沙土基质中线性结果方程表

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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

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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

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‎10-15-2022 09:40 AM
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