UHPLC-TOF分析河水样品中的药物及个人护理产品

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*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）。

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。