液相色譜-質(zhì)譜法檢測地表水、工業(yè)廢水等水質(zhì)中丁基黃原酸的原理,是將水樣中丁基黃原酸經(jīng)液相色譜儀分離后,用串聯(lián)質(zhì)譜儀在多反應(yīng)監(jiān)測(MRM)條件下測定,根據(jù)保留時間和特征離子定性,內(nèi)標(biāo)法定量。丁基黃原酸作為一種常見的有機污染物,主要來源于選礦、冶金等工業(yè)廢水排放,對水生生態(tài)系統(tǒng)具有潛在危害。
檢測試劑
1、乙腈,色譜級。
2、氨水。
3、丁基黃原酸鉀:純度≥95%。
4、氫氧化鈉。
5、鹽酸:1.19g/ml。
6、氨水溶液:(pH≈9.5)
取一定量氨水溶于水中,調(diào)節(jié)pH≈9.5,現(xiàn)用現(xiàn)配。
7、氫氧化鈉溶液:0.4g/ml。
稱取4g氫氧化鈉溶于水中,稀釋至10ml。
8、氫氧化鈉溶液:4mg/ml。
取1.0ml氫氧化鈉溶液,稀釋至100ml。
9、鹽酸溶液:1+99(V/V)。
取1.0ml鹽酸稀釋至100ml。
標(biāo)準(zhǔn)溶液
10.1 丁基黃原酸標(biāo)準(zhǔn)貯備液:100mg/L。
稱取0.0330g丁基黃原酸鉀標(biāo)準(zhǔn)品,置于250ml棕色容量瓶內(nèi),加少量水溶解,再加3滴氫氧化鈉溶液,使pH為9-10,用水定容250ml。貯備液在4℃冷藏避光保存,可穩(wěn)定保存20d。丁基黃原酸標(biāo)準(zhǔn)貯備液也可直接購買市售有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。
10.2 丁基黃原酸標(biāo)準(zhǔn)使用液:1.00mg/L。
吸取1.00ml丁基黃原酸標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液,置于100ml棕色容量瓶內(nèi),用氨水溶液定容。此溶液現(xiàn)用現(xiàn)配。
10.3 內(nèi)標(biāo)(2,4-二氯苯氧乙酸13C6)貯備液:100ug/ml。
直接購買有證標(biāo)準(zhǔn)溶液。內(nèi)標(biāo)貯備液于4℃冷藏避光保存或參照制造商的產(chǎn)品說明保存。
10.4 內(nèi)標(biāo)使用液:1.0ug/ml。
將內(nèi)標(biāo)貯備液用乙腈稀釋至1.0ug/ml,內(nèi)標(biāo)使用液于4℃冷藏避光保存或參照制造商的產(chǎn)品說明保存。
11、氮氣:純度≥99.9%。
12、氬氣:純度≥99.999%。
樣品采集與保存技術(shù)
1、采樣器具準(zhǔn)備:應(yīng)使用棕色玻璃瓶或聚四氟乙烯材質(zhì)的容器,避免使用塑料制品以防吸附。采樣前需用稀酸和有機溶劑依次清洗,最后用超純水沖洗干凈。
2、現(xiàn)場采樣:采樣時應(yīng)避免劇烈攪動水體,采集表層以下30cm處水樣。若檢測項目包括揮發(fā)性組分,應(yīng)完全注滿樣品瓶,減少頂空。
3、樣品保存:采集后的樣品應(yīng)立即加入鹽酸調(diào)節(jié)pH至2-3,置于4℃避光保存。根據(jù)《水質(zhì)采樣技術(shù)指導(dǎo)》(HJ 494-2009),酸化處理后的樣品保存期不宜超過7天,最好在48小時內(nèi)完成分析。
檢測所用設(shè)備
1、液相色譜/質(zhì)譜儀:配有電噴霧離子化源,三重四極桿質(zhì)譜或具有同等功能質(zhì)譜。
2、色譜柱:C18柱或其他等效色譜柱,參考規(guī)格為50 mm×2.1 mm,1.7um(色譜柱需耐受pH不小于10流動相)。
3、分析天平:感量為0.0001 g。
4、濾膜:孔徑0.22um,親水性聚丙烯、玻璃纖維、親水性PTFE或其它等效材質(zhì)。
5、棕色樣品瓶:2.0 ml。
6、微量注射器:10ul、50ul、100ul、1 ml。
7、一般實驗室常用儀器和設(shè)備。
水樣保存注意事項
水樣采集在40ml棕色玻璃容器中,采樣瓶應(yīng)完全注滿不留氣泡,采樣后用氫氧化鈉溶液或鹽酸溶液將樣品pH調(diào)至9-10,水樣4℃冷藏避光保存,48h內(nèi)完成分析。
制備水樣
水樣恢復(fù)至室溫,測定其pH,確保pH為9-10,否則用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié),經(jīng)濾膜過濾后,取水樣1.0ml,置于棕色樣品瓶中,加入內(nèi)標(biāo)使用液10.0ul,混勻待測。
空白試樣的制備
1、實驗室空白
以實驗用水代替水樣,按照與試樣制備相同的步驟進行實驗室空白試樣的制備。
2、全程序空白
采樣前按照樣品采集與保存方法,用實驗用水配制全程序空白樣品,并將其隨采樣過程帶至采樣現(xiàn)場,全程序空白樣品與實際樣品同時到達實驗室,按照與試樣制備相同的步驟進行全程序空白試樣的制備。
前處理方法
1、固相萃取法(SPE):
采用C18或HLB固相萃取柱進行富集。具體步驟包括:活化(5mL甲醇、5mL超純水)、上樣(500mL水樣以5mL/min流速通過)、淋洗(5mL5%甲醇水溶液)、洗脫(5mL甲醇)。洗脫液經(jīng)氮吹濃縮至近干,用1mL初始流動相復(fù)溶。
2、液液萃取法:
取250mL水樣,加入10mL二氯甲烷,振蕩萃取10分鐘,靜置分層后收集有機相。重復(fù)萃取兩次,合并有機相經(jīng)無水硫酸鈉脫水后,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至1mL。
3、衍生化處理:
對于氣相色譜法檢測,需進行衍生化反應(yīng)。將萃取物與BSTFA(N,O-雙(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺)在60℃反應(yīng)30分鐘,生成穩(wěn)定的硅烷化衍生物。
檢測步驟
儀器參考條件-液相色譜儀參考條件
流動相:流動相A為乙腈,流動相B為氨水溶液,梯度洗脫程序參照液相色譜流動相關(guān)圖表。
柱溫:40℃
進樣體積:10ul
流速:0.2ml/min
質(zhì)譜儀參考條件
負離子模式(ESI-),離子化電壓:3000V,離子源加熱氣體溫度:120℃,檢測方式
為多反應(yīng)監(jiān)測(MRM),具體條件參照目標(biāo)化合物的多反應(yīng)檢測條件。
儀器調(diào)諧
對液相色譜/質(zhì)譜儀進行儀器質(zhì)量數(shù)和分辨率校正,其中儀器質(zhì)量數(shù)偏移在±0.5Da之內(nèi),質(zhì)譜峰半峰寬在0.6Da-0.9Da之間。
建立校準(zhǔn)曲線
取一定量丁基黃原酸標(biāo)準(zhǔn)使用液于氨水溶液中,制備5個濃度點的標(biāo)準(zhǔn)系列,丁基黃原酸的質(zhì)量濃度分別為1.0ug/L、5.0ug/L、10.0ug/L、50.0ug/L和100ug/L,每毫升標(biāo)準(zhǔn)系列溶液中加入10.0ul內(nèi)標(biāo)使用液,使內(nèi)標(biāo)的質(zhì)量濃度為10.0ug/L,貯存在棕色樣品瓶中。
將標(biāo)準(zhǔn)系列溶液按濃度由低到高的順序依次進樣,以丁基黃原酸的峰面積(或峰高)與內(nèi)標(biāo)物的峰面積(或峰高)比值和內(nèi)標(biāo)物濃度的乘積為縱坐標(biāo),標(biāo)準(zhǔn)系列溶液中丁基黃原酸的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),繪制校準(zhǔn)曲線,回歸方程見公式y(tǒng)=a+bx。
水樣測定
按照與建立校準(zhǔn)曲線的相同步驟對水樣進行檢測??瞻自囼灆z測同樣依照此方法進行。
丁基黃原酸的定性分析
按照目標(biāo)化合物的多反應(yīng)監(jiān)測條件表中確定的丁基黃原酸的母離子和子離子進行檢測,在相同實驗條件下,試樣中丁基黃原酸的保留時間與標(biāo)準(zhǔn)樣品中丁基黃原酸的保留時間相對偏差的絕對值應(yīng)小于2.5%;且待測樣品中定性離子的相對豐度(Ksam見公式2)與濃度接近的標(biāo)準(zhǔn)溶液中對應(yīng)的定性離子相對豐度(Kstd見公式3)進行比較,所得偏差在定性確證時相對離子豐度的最大允許偏差圖中規(guī)定的最大允許偏差范圍內(nèi),則可判定為樣品中存在丁基黃原酸。
丁基黃原酸的定量分析
丁基黃原酸經(jīng)定性鑒別后,根據(jù)定量離子的峰面積(或峰高),用內(nèi)標(biāo)法計算。水樣中丁基黃原酸的質(zhì)量濃度按公式p=p1xf計算。
技術(shù)難點與解決方案
1、穩(wěn)定性問題:丁基黃原酸易分解,現(xiàn)場采樣后應(yīng)立即酸化處理,運輸過程保持低溫。
2、基質(zhì)干擾:工業(yè)廢水成分復(fù)雜,可通過優(yōu)化固相萃取洗脫程序或采用基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)曲線消除。
3、假陽性結(jié)果:建議陽性樣品采用兩種不同原理的方法確認,如HPLC與GC-MS聯(lián)用。
4、痕量分析挑戰(zhàn):對于超低濃度樣品,可采用大體積富集(1-2L水樣)結(jié)合高靈敏度檢測器(如HPLC-MS/MS)。
地表水中丁基黃原酸的準(zhǔn)確檢測對環(huán)境保護具有重要意義。在實際工作中,應(yīng)根據(jù)監(jiān)測目的、設(shè)備條件和數(shù)據(jù)質(zhì)量要求選擇適宜的方法,并嚴格執(zhí)行質(zhì)量控制措施。隨著分析技術(shù)的進步,更快速、更靈敏、更可靠的檢測方法將不斷涌現(xiàn),為水環(huán)境管理提供有力技術(shù)支撐。監(jiān)測人員應(yīng)持續(xù)關(guān)注方法更新,定期參加技術(shù)培訓(xùn),確保檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可比性。