应用 SPME-GCMSMS 检测自来水中土臭素和 2-甲基异莰醇

[技术专家]

1.前言

土臭素和 2-甲基异莰醇是蓝绿藻在生长过程中产生的副产物，是造成水源水以及饮用水具有臭味和霉味的主要原因，其嗅阈值分别为 5 ng/L~10 ng/L 和 1 ng/L~10 ng/L。我国生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）对 2-甲基异茨醇和土臭素的限值均为 10 ng/L。因此，建立典型臭味物质的快速、高灵敏度及可靠的分析方法对我国预警异味水质突发事件以及进一步探讨臭味化合物对人体产生的不良健康效应显得特别有意义。

对于水体中痕量土臭素和 2-甲基异莰醇的测定，以前一般采用吹扫捕集，顶空法或者固相萃取等技术。但是，某些样品前处理方法往往存在操作费时、富集效率低、重现性差、易受基质干扰等缺点，从而限制了方法的进一步应用。近年来，加拿大的 Catherine L. Arthur 等人发明了固相微萃取技术（SPME），该方法具有无需有机溶剂、灵敏度高等特点，集采样、萃取、浓缩、进样于一体，能直接应用于气相色谱、气质联用、液相色谱等仪器，极大得简便了样品前处理的步骤，并且可以得到可靠的结果。

本文应用 SPME 技术连接 Thermo Scientific TSQ 8000 EvoGCMSMS，实现了 2-甲基异莰醇和土臭素的高效率、高灵敏度和高选择性的检测，检出限分别为 0.075 ng/L 和 0.012 ng/L，完全满足我国生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）。并且此法操作简单、处理方便，为检测方法的推广奠定了基础。

2.实验部分

2.1仪器信息

仪器：Thermo Scientific TSQ 8000 Evo；
色谱柱：TG-5 MS（15 m * 0.25 mm * 0.25 µm）色谱柱；SPME 萃取纤维头：DVB/CAR/PDMS，50/30 µm。

2.2 仪器方法

气相方法：
柱温箱：60 ℃起始（保持 4 min），再以 20 ℃/min 的速率升至 250 ℃（保持 3 min）；
进样口温度：270 ℃，不分流进样；
载气流速：1.0 mL/min（恒流）；
传输线温度：250 ℃。

3.实验结果

3.1 标准曲线以及最低检出限

用标准母液（1000 ng/L）来配备，分别配置浓度为 1 ng/L、5ng/L、8 ng/L 和 10 ng/L 的标准溶液，最后用甲醇定容至 10毫升，进行标准曲线的计算。标准曲线如图 2 所示，线性相关系数均大于 0.99。

SPME 方法（如图 1 所示）：

  图 1：SPME 参数设定界面

质谱方法：
离子源温度：300 ℃；
检测离子对信息如表 1 所示：

表 1：化合物保留时间及离子对信息

图 2：2-甲基异莰醇和土臭素的标准曲线

分别以 1 ng/L 浓度的 2-甲基异莰醇（图 3）和 0.2 ng/L浓度的土臭素（图 3）为标准，按照信噪比为 3 计算最低检出限，2-甲基异莰醇和土臭素的最低检出限分别为 0.075 ng/L 和 0.012 ng/L（表 2）。

图 3：1 ppt 的 2-甲基异莰醇（左）和 0.2 ppt 的土臭素的色谱

表 2：检出限（LOD）的计算

3.2 精密度

用 10 ng/L 的标准品连续进样 5 针统计仪器的精密度，RSD%统计如表 3 所示。

表 3：精密度实验结果

3.3 实际样品检测

3.3.1 样品前处理
取水样品 10 毫升，加入 2 克无水氯化钠，混匀后直接放入样品瓶中，用 SPME 进行萃取然后进样，同时做纯水作为空白对照。

3.3.2 样品检测结果如表 4 所示：

表 4：样品检测结果

4.结论

应用赛默飞世尔科技全新一代三重四极杆串接气质 TSQ 8000Evo 结合 Triplus 自动进样器的 SPME 前处理技术，可以实现 2-甲基异莰醇和土臭素的高效率、高灵敏度和高选择性的检测，检出限分别为 0.075 ng/L 和 0.012 ng/L，完全满足我国生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）。并且此法操作简单、处理方便，串接的方法又可以有效得去除基质的干扰，从而为检测方法的推广奠定了基础。