污水中孕激素代谢产物检测方案(毛细管柱)

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超高惰性气相色谱柱及配件应用文集——环境领域 使用 Agilent J&W DB-5ms UI定性分析孕激素代谢产物 关键词 孕激素 代谢产物 气质联用 作者 摘要 彭富强 孕激素随着药物的使用等途径进入环境，研究其代谢归趋对于明确其在环境中的转化机理有重要意义。黄体酮 Progesterone(CAS： 57-83-0)和诺中国科学院广州地球化学研究所炔孕酮 Norgestrel(CAS： 6533-00-2)是其中两种广泛关注的孕激素，两者在污水处理厂及河流环境中均有检出。多数研究集中在细菌以及理化环境对这两种物质的降解，而藻类对其代谢作用关注较少。至于分析的手段，多数研究者借助 HPLC良好的分离特性，利用质谱或核磁共振等手段对其环境中的代谢产物进行分析。另外 GC-MS分析降解产物也得到广泛应用，它可以通过图库匹配更快速简洁地为物质定性鉴定提供方向。本文采用 Agilent J&W DB-5ms UI色谱柱，得到了良好的物质分离，通过图库匹配、标准品验证以及衍生化等手段的结合，对绿藻藻蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa) 作用下的两种孕激素代谢产物分别进行了分析。 材料与方法 色谱条件 仪器： GC Agilent 6890N/5975B MSD 进样器： Agilent 7683B 自动进样器自动进样， 1.0 uL 脉冲不分流进样， 280℃， 0.75min 后9.3psi， 吹扫流量 100mL/min at 1.0min 样品： 黄体酮与蛋白核小球藻 (Chlorella pyrenoidosa) 作用后的反应液，经SPE 提取所得样品，其中黄体酮 Dr. EhrenstorferGmbH (Augsburg， German) (purity， 99%)；别孕烯醇酮(CAS：516-55-2)定性标准品；诺炔孕酮与蛋白核小球藻 (Chlorellapyrenoidosa) 作用后的反应液 SPE提取后经衍生化前处理，其中诺炔孕酮购于美国药典产品，可视做100%纯品，衍生化试剂选用硅硅化试剂 MSTFA。 载气： 氦气，纯度>99.999%，1mL/min，恒流模式 色谱柱 Agilent J&W DB-5ms Ultra Inert， 30 m x 0.25 mm x0.25pm(部件号：12-5532 UI) 柱温： 初温：80℃，后以 5℃ /min 升至310℃， 保持5分钟。 检测器： MSD 离子源温度250℃，四极杆温度150℃，传输线温度280℃，EI模式，全扫描，分子量范围40-1000 amu 结果与讨论 3.5e+6 Abundance 70000 43.1 60000 50000 84.1 91.1 100000 67.1 1471173.1199.1227.1 312.2 269.2 40 80 120 160 200 240 280 320 m/z 图1.(a)黄体酮与蛋白核小球藻作用后的代谢产物衍生物 GCMS 分析谱图 (b)黄体酮标准品谱图 (c~e)代谢产物质谱图 图一给出了GC-MS分析黄体酮在蛋白核小球藻作用5天后所得降解产物的分析结果，根据全扫面结果，在39.947 min 得到了母体化合物黄体酮，在图库的匹配分析可得到三种降解产物allopregnanolone， 3，2-Allopregnanedione 和 1，4-pregnadiene-3，20-dione。其中 allopregnanolone 经过定性标准品验证，样品与标准品的出峰时间完全吻合，均在38.448分钟，图库匹配度R.Match 912； 另外两种物质的出峰时间分别在 38.937 min 与40.489 min， 匹配度 R.Match 分别为898和873。 从图示结果可以看出， 使用 Agilent J&W DB-5ms UI 色谱柱得到了良好的分离效果，峰形较好，响应值较高。同样对于激素类物质的检测，在使用相同的前处理方法后， GC-MS 所得分离度与峰形效果方面与本课题组研究建立的 LC-MS/MS检测激素方法相比 (Liu， Ying et al. 2011)， 两者都达到了很好的效果，前者结合GC-MS图库匹配分析，对于未知样品物质的定性分析具有更显著地优势。 图2.诺炔孕酮与蛋白核小球藻作用后代谢产物衍生物 GCMS分析谱图 样品衍生化后的全扫描结果如图2所示，衍生化的具体方法参考本课题组论文(Zhao， Ying et al. 2009)。结果显示，在36.588 min得到了可疑物质1，5-Dihydronorgestrel-TMS， 响应值达106水平，图库匹配度 R.Match 851， 峰形较好。衍生的优势在于可以很大程度提高目标化合物的响应，但同时存在会引进更大杂质的缺点，从本次使用 Agilent J&W DB-5ms UI色谱柱的分析结果看，物质均得到了良好的分离，获得了良好的峰形。值得一提的是，图二所用色谱柱使用时间已超过1年， 可见， Agilent J&W DB-5msUI色谱柱在长期使用中仍保持了良好的分离和响应特性。 结论 黄体酮可以在蛋白核小球藻作用下代谢为 allopregnanolone，3，2-Allopregnanedione 和 1，4-pregnadiene-3，20-dione；诺炔孕酮可以被代谢为1，5-Dihydronorgestrel，代谢机理为脱氢或加氢的过程。本次使用 Agilent J&W DB-5ms UI 通过 GC-MS全扫描分析，得到了良好的分离效果、响应与峰形，对于实验提取样品、标准品以及衍生样品的分析都有很好的效果，另外，使用过程中发现 Agilent J&W DB-5ms UI 具有较长的使用寿命。 ( 参考文献 ) ( 1. Liu， S.， e t al.(2011) . "Trace analysis of 28 steroids in surface water， wastewater and sludge samples by rapid resolution l iquid chromatography-electrospray ionization tandem mass spectrometry." Journal of Chromatography A 1218(10)：1367-1378. ) ( 2. Z hao， J. L .， et al.(2009)."Determination of phenolic endocrine disrupting chemicals and acidic pharmaceuticals in surface water of the Pearl Rivers in South China b y gas chromatography? negative chemical ionization? mass spectrometry." S cience of the total environment 407(2)： 9 62-974. ) 孕激素随着药物的使用等途径进入环境，研究其代谢归趋对于明确其在环境中的转化机理有重要意义。黄体酮Progesterone(CAS: 57-83-0) 和诺炔孕酮Norgestrel(CAS: 6533-00-2) 是其中两种广泛关注的孕激素，两者在污水处理厂及河流环境中均有检出。多数研究集中在细菌以及理化环境对这两种物质的降解，而藻类对其代谢作用关注较少。至于分析的手段，多数研究者借助HPLC 良好的分离特性，利用质谱或核磁共振等手段对其环境中的代谢产物进行分析。另外GC-MS 分析降解产物也得到广泛应用，它可以通过图库匹配更快速简洁地为物质定性鉴定提供方向。本文采用Agilent J&W DB-5ms UI 色谱柱，得到了良好的物质分离，通过图库匹配、标准品验证以及衍生化等手段的结合，对绿藻属蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）作用下的两种孕激素代谢产物分别进行了分析。