解决方案丨生活饮用水中丙烯酰胺的测定
时间：2023-09-25 阅读：584
丙烯酰胺是聚丙烯酰胺的单体，聚丙烯酰胺主要应用于水的净化处理。虽然聚丙烯酰胺被认为是无毒的，但其单体——丙烯酰胺却已被国家癌症中心（IARC）列为IV类致癌物。由于丙烯酰胺的危害较大，它已被我国列入水中优先控制的污染物。我国的《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2022）和《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）都规定了丙烯酰胺的限值。
本文依据GB/T 5750.8-2023《生活饮用水标准检验方法 第8部分：有机物指标》中丙烯酰胺的测定方法，采用睿科Fotector Plus高通量全自动固相萃取仪完成水中丙烯酰胺的富集和洗脱，洗脱液经睿科Auto EVA 80 高通量全自动平行浓缩仪浓缩，再结合高效液相色谱-串联质谱进行定性定量检测。在0.01ug/L的加标水平下，丙烯酰胺的回收率在70.0%-100%之间，RSD值小于5%，表明该方法具有操作自动化、快速和高通量等优点，适合生活饮用水中丙烯酰胺的测定。
仪器和耗材
1.仪器
高效液相色谱-串联质谱仪：岛津高效液相色谱+AB Qtrap 6500三重四级杆串联质谱仪
全自动固相萃取仪：Fotector Plus高通量全自动固相萃取仪
全自动氮吹浓缩仪：Auto EVA 80 高通量全自动平行浓缩仪
固相萃取柱：活性炭固相萃取柱（2g/6mL）
2.试剂
甲醇 (HPLC)，超纯水：电阻率大于18.2MΩ
标准物质：丙烯酰胺，纯度不低于99%
内标溶液：13C3-丙烯酰胺溶液，母液浓度为1.0 mg/mL
样品处理
1.样品前处理
活化：分别用10mL甲醇和10mL水以4 mL/min的速度活化固相萃取柱；
吸附：取100mL水样，加入50μL浓度为100μg/L的13C3-丙烯酰胺内标使用液，混匀，内标物在水中的浓度为0.05μg/L，以5mL/min的速度通过固相萃取柱；
干燥：调节气压为25psi，用氮气吹干固相萃取小柱10min；
洗脱：用10mL甲醇以1mL/min的速度洗脱固相萃取柱，收集洗脱液。
具体方法参数如图-1所示：
图-1 Fotector Plus水中丙烯酰胺的固相萃取方法
2.浓缩
用Auto EVA 80 高通量全自动平行浓缩仪在40℃、1.0 L/min流量的条件下将洗脱液浓缩至近干，加入1.0 mL水涡旋混匀，转移至进样小瓶上机检测。
检测条件
1.色谱条件
色谱柱：极性改性C18色谱柱
(150mm×2.1mm,3.5um)
流速：0.3 mL/min
柱温：35°C
洗脱梯度：A相：0.1%甲酸水溶液；B相：乙腈
表-1 梯度洗脱程序
时间(min） | A(%) | B(%) |
0.0 | 95 | 5 |
0.50 | 95 | 5 |
2.50 | 40 | 60 |
2.51 | 95 | 5 |
5.00 | 95 | 5 |
2.质谱条件
采集模式：ESI+
干燥气温度：550℃
Gas 1:50 Gas 2:50 气帘气：35
毛细管电压：5500 V
监测离子参数情况见表-2
表-2 丙烯酰胺的特征离子及质谱条件 注：*表示定量离子
3.TIC谱图
图-2 丙烯酰胺TIC谱图(10 ug/L)
方法可行性验证
为了验证该方法的回收率，本实验向自来水(100 mL)中加入丙烯酰胺标准品（10uL，100 ug/L）进行加标回收验证（n=3），内标法定量。在0.01ug/L的加标水平下，丙烯酰胺的平均回收率为89.43%，相对标准偏差小于5.0%（n=3），满足标准要求。
表-3 丙烯酰胺标准添加（10ug/L）回收率及RSD值（n=3）
结果与讨论
1.本次实验用的活性炭固相萃取小柱规格为2g/6mL，氮吹时间设为10min；而标准中活性炭固相萃取小柱的规格为500mg/6mL，氮吹时间为2min，因此适当增加了氮吹时间。但时间不宜过长，太长将导致回收率降低。
2.本实验采用睿科Fotector Plus高通量全自动固相萃取仪取得了优异的回收率和RSD结果，主要是因为睿科全自动固相萃取仪采用精密的注射泵来控制活化和洗脱的体积，通过正压上样，活化、洗脱、上样等步骤流速稳定可控；多个通道同步进行萃取，处理样品通量高。此外仪器在夜间也可以运行，大幅提高了工作效率。