HPLC—MS/MS法测定地表水中的丙烯酰胺的方法探索

夏亮+张海军+韩宝武+罗斌

摘要：建立了用HPLC-MS/MS的方法测定地表水中丙酰胺的方法。样品经PTFE膜过滤后，采用poroshell 120柱分离，以甲醇和0.1%的甲酸水溶液作为流动相。采用外标法定量，该方法在0.2～10 μg/L有良好的线性范围，检出限0.055 μg/L，加标回收率在80～120%之间，RSD低于10%，适用于地表水中丙烯酰胺的测定。

关键词：丙烯酰胺；地表水；液相质谱连用

中图分类号：X52 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2017）2-0013-03

1 引言

丙烯酰胺是一種无色片状晶体，溶于水、甲醇等溶剂，其高聚物聚丙烯酰胺广泛用于污水处理中的絮凝剂。丙烯酰胺单体是一个众所周知的神经毒素和基因毒性致癌物，关于其毒性实验的报道屡见于各种期刊杂志[1，2]。我国在《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）将丙烯酰胺列入集中式生活饮用水地表水源地特定项目，将其标准限值定为0.5 μg/L[3]。目前国内外检测水中丙烯酰胺的标准方法主要有我国环境保护部颁发的《水质 丙烯酰胺的测定 气相色谱法》（HJ 697-2014）以及美国EPA发布的EPA 8032A等，此类方法的主要原理是利用强酸性条件下溴对丙烯酰胺碳碳双键的加成生成二溴丙酰胺后，再用乙酸乙酯萃取，之后进行干燥、浓缩、定容，最后用GC-ECD进行分离和检测。该方法具有一定的优势，但也要意识到该方法操作较繁琐且衍生反应副反应较多、色谱分离存在一定难度的问题。目前用高效液相色谱-串联质谱联用法测定水体中的丙烯胺酰已经有了相关的报道[4～7]。实验室根据自身的实际情况也发展了一种将样品经亲水性PTFE滤头过滤后用HPLC-MS/MS来测定水中丙烯酰胺的方法。

2 试验部分

2.1 样品采集及处理

采集于棕色玻璃瓶中，4℃避光保存。分析前用0.22μm的PTFE滤头过滤后直接进样。

2.2 试验仪器、试剂与样品

2.2.1 试验仪器

Agilent1260高效液相色谱仪；Agilent 6410质谱仪；Agilent poroshell 120色谱柱（SB-C18 2.7 μm，3.0×75 mm）；PTFE滤头。

2.2.2 试剂

超纯水（电阻率18.2MU·cm，美国millipore公司）。

丙烯酰胺标准溶液 （农业部环境保护科研监测所，浓度1000 μg/ml，溶剂为甲醇）。

甲酸 （HPLC 级，美国ACS公司或其他满足纯度的公司）。

甲醇 （HPLC级，美国TEDIA公司或其他满足试剂纯度的公司）。

2.3 试验条件

2.3.1 色谱条件

色谱柱：Agilent poroshell 120色谱柱（SB-C18 2.7μm，3.0×75 mm）；柱温：40℃；流动相：甲醇（B）+0.1%甲酸水溶液（A），采用梯度洗脱程序（0 min：50% B，0.8 min：95% B，0.81 min：50% B，9 min：stop）；进样量：10μL；流速：0.3 mL/min。

2.3.2 质谱条件

选择ESI作为离子源，正离子模式MRM监测，

3 结果与讨论

3.1 试验条件的优化

3.1.1 样品处理优化

由于该方法采取直接进水样的处理方式，不需要预浓缩。但考虑到对色谱柱和仪器的保护，在样品进样前用0.45 μm的滤头对水样进行过滤。最初使用的是尼龙滤头（成都思为科学仪器公司提供），但在进行空白的测定时发现空白值很大。最终确定空白是在前处理过程中由尼龙滤头引入的，而后改用聚四氟乙烯滤头（PTFE）过滤样品，没有发现空白水样有检出。所以最后采用PTFE滤头来对样品进行过滤。

3.1.1 色谱条件的优化

首先使用95%的甲醇与5%的甲酸水溶液做流动相，样品的保留时间约为0.95 min。但在配制标准系列时发现，在用超纯水配制低浓度样品时，基线会出现倒峰导致无法有效积分，当采用梯度洗脱后发现倒峰得到有效的抑制，设置的浓度洗脱程序。

3.1.2 质谱条件的优化

以MRM方式定量分析灵敏度高、精密度好。

谱条件如碰撞能量、毛细管入口电压、碰撞池电压和驻留时间等进行了多次测试和优化，发现前两者对质谱检测的灵敏度有很大影响。最终确定MRM模式的监测参数

3.2 方法学验证

3.2.1 线性关系与检出限

用液相纯的甲醇试剂和丙烯酰胺标准溶液 （农业部环境保护科研监测所，浓度1000 ng/mL，溶剂为甲醇）精确配制浓度为10 ppm的中间液和100 μg/L的中间液，再以超纯水为溶剂配制0.2 μg/L、0.5 μg/L、1.0 μg/L、2.0 μg/L、5.0 μg/L、10.0 μg/L标准溶液，根据峰面积绘制标准曲线。该方法在0.2～10 μg/L内有良好的线性，也尝试过50 μg/L的标准溶液，线性范围不会出现大的偏差。将0.2 μg/L的标准溶液连续进七次平行样，根据置信区间计算方法检出限为0.05 μg/L。

3.2.2 方法精密度与准确度

分别用纯水配制0.3、0.5、0.7 μg/L的丙烯酰胺样品，用上述方法测定，同时也模拟了不同性质的水体的加标回收实验，

4 结论与讨论

建立了利用高效液相色谱-串联质谱联用仪测定水中的丙烯酰胺的方法。该方法采用PTFE滤头过滤水样，用Agilent poroshell 120色谱柱，以0.1%甲酸和甲醇为流动相（采用梯度洗脱程序）进行分离。以外标法定量，在0.2～10 μg/L间有良好的线性范围。具有前处理简单、测定周期短、重现性好等特点。但前面也提到，该方法如果使用尼龙滤头过滤会带来正干扰，目前还不清楚是该干扰是因何而来，进一步的探索还在进行之中。

参考文献：

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Research on Determing the Acrylamidein Surface Watervia HPLC-MS/MS

Xia Liang， Zhang Haijun， Han Baowu， Luo Bin

（Nanchong Environmental Monitoring Center， Nanchong， Sichuan 637000，China）

Abstract： The method via HPLC-MS/MS to determine the acrylamide in water was establishedin this research.The sample was separated by poroshell 120 after filtrated with PTFE membranes， the mobile phase was methanol and 0.1% formic acid-water solution， quantitatived by external standard method. The method had a good linear range from 0.2 to 10 μg/L， and the detection limit was 0.055μg/L. Therecovery ratewasbetween 80 and 120%， and RSD was less than 10%. The method was applicable to determine the acrylamide in surface water.

Key words： acryalmide；surface water； HPLC-MS/MS