固相萃取-液相色谱-串联质谱法测定环境水体中三氯生的残留量
2023-11-26温正如
温正如 ,张 婕 ,朱 岩
(1.金华职业技术学院 制药学院,金华 321000;2.浙江大学 化学系,杭州 310028;3.浙江大学 浙江省微量有毒化学物健康风险评估技术研究重点实验室,杭州 310028)
三氯生是一种羟二乙醚的三氯化衍生物[1],具有广谱杀菌,化学性质稳定,难挥发等特点,被广泛用于日化产品中[2]。相应地,环境中三氯生残留问题越来越多地被报道出来[3-5],特别是在水体环境中[6-8]。三氯生对水体中各类生物均具有一定的毒性,影响水生生物在水体中的存活数量和形态[9-10]。但是,目前缺乏水体中三氯生限量规定的法规和标准,因此水体中三氯生残留量的测定成为了相关人员的研究热点。
目前,水体中三氯生的检测方法主要有气相色谱-质谱法(GC-MS)[11-12]、高效液相色谱法(HPLC)[13-14]、高效液相色谱-质谱法(HPLCMS)[15]等。如文献[11]采用固相萃取-GC-MS检测水体中9种药品及个人护理用品,其中三氯生的检出限为0.06μg·L-1;文献[14]采用中空纤维支载离子液体液液微萃取-HPLC 检测环境水体中三氯生,检出限为0.05μg·L-1;文献[15]采用正己烷液液萃取-HPLC-MS 检测水中三氯生,检出限为0.26~0.61μg·L-1。这些方法普遍存在检出限高,富集方法复杂等问题。鉴于此,本工作以固相萃取法浓缩富集环境水体中的三氯生,以液相色谱-串联质谱法检测,以期为环境水体中三氯生的快速检测提供科学依据和技术参考。
1 试验部分
1.1 仪器与试剂
LCMS-8045型液相色谱-三重四极杆质谱仪;HSE-12B 固相萃取装置;Waters SEP-PAK VAC C18固相萃取小柱(200 mg/3 mL);HSC-12B 型氮吹仪。
三氯生标准储备溶液:1.0 g·L-1,取适量三氯生标准品,用甲醇溶解和稀释,摇匀备用。
三氯生标准溶液系列:取适量三氯生标准储备溶液,用甲醇逐级稀释,配制成0.1,0.5,1.0,3.0,5.0μg·L-1三氯生标准溶液系列。
三氯生标准品的纯度为99.6%;甲醇、乙酸为色谱纯;试验用水为超纯水。
1.2 仪器工作条件
1.2.1 色谱条件
Shim-pack GISS C18色谱柱(150 mm ×2.1 mm,3μm);柱温40 ℃;流动相A 为甲醇,B为0.1%(体积分数)乙酸溶液;流量0.3 mL·min-1;进样量5μL。梯度洗脱程序:0~10 min 时,B 由55%降至0,保持1 min;11~13 min时,B由0升至55%,保持2 min。
1.2.2 质谱条件
电喷雾离子(ESI)源,负离子(ESI-)模式;雾化气流量3.0 L·min-1,干燥气流量10.0 L·min-1,加热气流量10.0 L·min-1;接口电压3.0 kV;接口温度300 ℃;检测器电压1.96 kV;前体离子质荷比(m/z)286.7,产物离子m/z35.1;碰撞能量35 eV;多反应监测(MRM)模式。
1.3 试验方法
于2021年10 月8 日沿某江流域采集7 个水样,冷藏保存,并于24 h内处理和检测。用6 mL甲醇,6 mL水依次活化Waters SEP-PAK VAC C18固相萃取小柱,分取500 mL 水样,在负压下以10 mL·min-1流量过柱,保持负压干燥10 min,用6 mL 水淋洗,再用10 mL 甲醇洗脱。洗脱液在40 ℃水浴中用氮气吹至近干,用甲醇溶解残渣并定容至1 mL,过0.45μm 滤膜,滤液上机测定。
2 结果与讨论
2.1 洗脱溶剂的选择
三氯生易溶于甲醇、乙腈、二氯甲烷等有机溶剂,试验比较了这3种有机溶剂的洗脱效果。结果显示,甲醇(回收率88.9%)和乙腈(回收率89.4%)的洗脱效果基本一致,均优于二氯甲烷的(回收率81.3%)。考虑到流动相A 为甲醇,因此试验选择甲醇作洗脱溶剂。
2.2 固相萃取小柱的选择
试验比较了分别用Waters SEP-PAK VAC C18固相萃取小柱(200 mg/3 mL)、Waters Oais HLB固相萃取小柱(200 mg/6 mL)、CNWBOND LC-C18固相萃取小柱(500 mg/6 mL)进行浓缩富集时加标样品中三氯生回收率的变化。结果显示,3种固相萃取小柱所得三氯生的回收率依次为88.9%,77.4%,65.8%,因此试验选择以Waters SEP-PAK VAC C18固相萃取小柱(200 mg/3 mL)进行浓缩富集。
2.3 质谱条件的选择
取0.5μg·L-1三氯生标准溶液进行质谱进样,选择并确定合适的质谱条件。结果表明,在ESI-模式下,三氯生的响应值较高,再在此条件下依次确定前体离子m/z、产物离子m/z、接口电压等参数,优化后的参数见1.2.2节。
2.4 色谱条件的选择
以0.5μg·L-1三氯生标准溶液为待测对象,对色谱条件进行优化。相较等度洗脱,按照1.2.1节梯度程序洗脱时,分析时间更短、峰形更好、峰形无拖尾,保留时间在8 min左右。试验还考察了流量分别为0.2,0.3,0.4 mL·min-1时对三氯生分离效果的影响。结果显示:流量为0.2 mL·min-1时,三氯生色谱峰拖尾现象较明显;流量为0.3 mL·min-1时,三氯生色谱峰形尖锐、清晰,基本无拖尾现象;流量为0.4 mL·min-1时,目标峰与杂质峰的分离度不够。因此,试验选择的流量为0.3 mL·min-1。
在优化的仪器工作条件下,1.0μg·L-1三氯生标准溶液的MRM 色谱图见图1。
图1 三氯生标准溶液的MRM 色谱图Fig.1 MRM chromatogram of triclosan standard solution
2.5 标准曲线、检出限和测定下限
按照仪器工作条件测定三氯生标准溶液系列,以三氯生的质量浓度为横坐标,其对应的峰面积为纵坐标绘制标准曲线。结果显示,三氯生的质量浓度在0.1~5.0μg·L-1内和其对应的峰面积呈线性关系,线性回归方程为y=3.347×103x+1.503×104,相关系数为0.999 6。
以3,10倍信噪比(S/N)计算检出限(3S/N)和测定下限(10S/N),所得结果分别为0.896,2.990 ng·L-1。
2.6 精密度和回收试验
按照试验方法对阴性水样进行0.5,3.0,5.0μg·L-1等3个浓度水平的加标回收试验,每个加标浓度水平做7次平行试验,计算不同加标浓度水平下的回收率和测定值的相对标准偏差(RSD),结果见表1。
表1 精密度和回收试验结果(n=7)Tab.1 Results of tests for precision and recovery(n=7)
由表1可知,3个加标浓度水平下三氯生的回收率为84.1~102%,测定值的RSD 为6.5%~11%,准确度和精密度均满足实际样品的分析要求。
2.7 水样分析
按照试验方法分析7个环境水样,在7个水样中均检出了三氯生残留,检出的三氯生的质量浓度为2.46~7.56 ng·L-1,其中一个水样的MRM 色谱图见图2。
图2 水样中三氯生的MRM 色谱图Fig.2 MRM chromatogram of triclosan in water sample
由图2可知,水样中三氯生的响应较其他物质的强很多,杂质均不对三氯生的测定产生干扰。
本工作以Waters SEP-PAK VAC C18固相萃取小柱对环境水体中的三氯生进行浓缩富集,以液相色谱-串联质谱法测定三氯生的残留量。方法简单、易操作、实用性强,可满足大批量水样的快速检测,为进一步研究三氯生在水体中的污染残留提供技术参考。