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UHPLC-TOF分析河水样品中的药物及个人护理产品

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2022/10/13 10:55:26

简介在环境研究领域,鉴定新兴污染物在地表水样品中的存在越来越被关注。许多该类污染物是由市政污水排放进入地表水而产生的。在这些新兴的污染物中,地表水中的药物和个人护理药品(PPCPs)的测定浓度已经分别达到百万分之一和几兆分之一。PPCPs的存在,说明当前污水处理系统对于去除该类物质是低效的。应 用 文 章高效液相色谱仪/质谱联用仪UHPLC-TOF分析河水样品中的药物及个人护理产品作者Sharanya ReddyPerkinElmer, Inc.Shelton, CT USA我们目前研究了一种利用UHPLC-TOF分析美国东北部水样品中目标和非目标PPCPs化合物的方法。三重四级杆是多反应监测模式,仅仅根据预定的目标进行分析筛选,与三重四级杆不同,时间飞行质谱仪提供全谱的精确质量数,这可被用来分析和鉴定化合物,无需提前知道被分析化合物的信息,或者当没有参考标准物质的时候。在本研究中,我们展示了PerkinElmer AxION 2®TOF能够提供准确质量信息,且当其与AxION EC ID软件联用时,可用于鉴定地表水中的未知化合物。


试验条件:

样品采集和制备:采集水样品(400mL)于1L的琥珀瓶中,样品通过Whatman™的玻璃纤维过滤器过滤(GF/C,1.2μm),然后储存在4 °C温度下,待分析。分析之前,样品经过C-18的固相萃取小柱(SPE)萃取


SPE萃取:本应用文献采用的是Phenomenex Strata™-X SPE小柱(500mg/6ml)进行样品萃取。萃取之前,小柱依次通过甲醇(5mL)、水(5ml)清洗。将经过滤的水样品加于SPE小柱上,每个水样中加入PPCPs标准品(100ng)或未加标,以5-6mL/min的流速流过SPE小柱,真空抽干约20min,然后使用甲醇(4mL)和酸化甲醇(含有2%的甲酸,4mL)进行淋洗,淋洗液氮气吹干至约0.3mL,水定容至0.5mL


液相色谱条件:泵:PerkinElmer Flexar™ FX-10 泵流动相A:含有0.1%甲酸的水溶液流动相B:含有0.1%甲酸的乙腈溶液梯度洗脱:在5min之内B由10%增加至90%进样体积:3μL,部分填充进样模式使用的色谱柱:PerkinElmer Brownlee™ SPP C-18,2X50 mm,2.7μm


质谱仪条件:质谱仪:PerkinElmer AxION™ 2 飞行时间质谱仪离子源:PerkinElmer Ultraspray™ 2 (双ESI 源)离子化模式:正离子模式脉冲模式:100-800m/z光谱采集速率:1.5 谱图/s毛细管出口电压:100V捕集模式:100-800 m/z (D7:42, D8:63)内标校准:利用m/z分别为118.08625和622.02896两个离子作为锁定离子进行内标校准。


结果在当前的研究中,AxION 2 TOF MS被用于分析水样中存在的九种目标PPCPs化合物及一些未知的化合物。九种目标化合物在色谱柱上3min之内获得分离(图1)。SPE萃取程序回收率约为75%或者更高(数据以加入100ppb标准的MilliQ水样测定结果为依据)。使用AxION 2 TOF MS高灵敏度的TrapPulse™(捕集)模式,对于大多数分析化合物,具有低于ppb级优越的仪器检出限(测定可可碱的检测限分别是4.0和8.0ppb),很宽的线性范围(0.5-500ng/mL)。

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该水样品被用于进一步检测,进行非目标化合物的分析。利用AxION EC ID软件来分析在约2.7min被淋洗出的一个主要色谱峰。精确的单一同位素质量和同位素的比值信息被AxION EC ID用于进行PubChem 数据库检索(或其它的数据库检索),进行可能的分子式匹配,并提供可能的匹配汇总,以及对于一个给定元素组成的化合物提供可能化合物的结构建议。在这个例子中的元素组成,C12H17NO得到了最高的匹配分值(图4a),最可能的候选物是N,N-二乙基-m-甲苯酰胺(DEET),该化合物是基于已知的活性AIDS编号(检测IDs)(图4b)。DEET是杀虫剂的常规成分,未知化合物的精确分子质量与DEET预期的分子质量之间的误差小于2ppm(图5)。通过与标准物保留时间的匹配进一步确证了河水样品中含有DEET化合物。利用类似的方法,河水样品中还测出了对乙酰氨基酚化合物,该化合物是一种常用的止痛药(未给出数据)。


结论PerkinElmer AxION 2 TOF采用高灵敏度的TrapPulse操作模式,对于大多数的PPCPs化合物而言,仪器的检出限<1ppb。利用该仪器进行了地表水样品中目标和非目标PPCPs化合物的监测。TOF提供的精确质量和同位素比值,确证了地表水中存在一些目标PPCPs化合物,包括抗抑郁药物。采用准确的质量信息与强大数据库检索软件工具的联用,如AxION EC ID软件,来实现样品中非目标PPCPs化合物的鉴定。

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