土壤中茚并[1,3,2-cd]芘检测方案(气质联用仪)

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纯化 Suli Zhao， Andy Zhai 中国上海英伦路412号 安捷伦科技(上海)有限公司 邮编：200131 应用报告 环境 摘要 在环境保护和消费品领域中， PAHs(多环芳烃)分析尤为重要。本应用报告介绍了使用Agilent 5975T LTM GC/MSD 通过保留时间锁定 (RTL)方法分析土壤基质中 PAHs 的解决方案。该解决方案建立了 RTL 筛查库，并且通过安装解卷积报告软件(DRS) 配置了DRS 方法。同时该解决方案还包括高效的样品前处理步骤。该方法适用于 Agilent 5975TLTM GC/MSD， 这种便携式的 GC/MS系统简单、安全，还能降低化学试剂的消耗。 多环芳烃(PAHs)是由无取代基的稠合芳香环组成的化合物。PAHs 是亲脂性化合物，易与油混溶，不能与水混溶。 PAH 化合物的分子量越大，水溶性和挥发性就越差。由于具有这些特性，因此环境中的 PAHs 主要存在于土壤、沉积物和油性物质中。些 PAH 被确认为致癌物，所以此类污染物备受人们关注。在 PAH化合物中，苯并[a]芘是首个发现的化学致癌物。基于上述原因，PAHs不仅是环境问题，也是食品和玩具行业中需要关注的问题。 EPA(美国环境保护署)已将16种PAH化合物指定为优先控制污染物，通常需要检测环境样品中这些化合物的含量。本应用报告介绍了在便携式 Agilent 5975T LTM GC/MSD 上， 使用 RTL数据库和 RTL方法快速筛查土壤中 PAHs 的方法。该方法建立了PAHs 的 RTL 数据库， 并与 DRS 方法一同保存。RTL库能够轻松定位基质中的峰。由于具有光谱匹配和保留时间锁定匹配功能[1]，结果筛查器使得目标物和其确认过程变得更加可靠。使用 RTL 数据库可以在短短的1分钟时间内完成土壤社的 PAHs 筛查和鉴定。通过 Agilent SampliQ QuEChERS EN 分散 SPE 试剂盒， 采用QuEChERS 萃取法进行样品前处理。QuEChERS 萃取法快速、简单且安全，尤其适用于移动和野外实验室的应用。 实验部分 试剂与化学品 所有试剂均为分析级或色谱级。16 种 PAH标准品以及 EPA610混合物均购自美国密苏里州圣路易斯的西格玛奥德里奇公司。EPA610 PAH 的初始浓度范围为100至2000pg/mL， 可以根据需要进行稀释。实验用水均来源于 MilliQ系统(美国马萨诸塞州米尔福德)。 仪器和材料 ( 分析仪器是配备了 Agilent 7693 自 动 进样器的 Agilent 5975T LTM GC/MS D (中国上海安捷伦科技公司)。A g ilent MSD 化学 工作站站括 RTL软件，并安装了 DRS软件(版本A.04.00，部件 号G1716AA)。 采 用 Agilent J&W HP-5ms LTM 色谱柱 (30mx0.25 mm ， 0.25 p m， 部件号19091S-433 L TM)分离化合物。分 别采用 Agilent SampliQ QuEChERS EN 萃取试剂盒(部件号 5982-5650) 和 SampliQ QuEChERS EN 分散 SPE试剂盒(部件号5982-5156)进行萃取和纯化。 ) 仪器条 表1. 分析仪器及条件 仪器： GCMS系统： Agilent 5975T LTM GC/MSD进样口： 分流/不分流自动进样器： Agilent 7693 自动液体进样器色谱柱： Agiletn J&W HP-5ms LTM 30mx0.25mm， -0.25pm(部件号19091S-433LTM保护沐： 与分析色谱柱同相，1m长色谱柱，连接至进样器。实验条件：进样口温度： 280°℃进样体积： 1pL进样模式： 不分流载气： 氦气柱前压： 20.06 psi， 恒压模式方法保留时间锁定至芘19.38 分钟LTM 柱温箱温度： 70℃ (2 min)， 10℃/min， 3000℃ (10 min)传输线温度： 280°CMSD接口： 280℃离子源： 230°C四级杆温度： 150°℃离子化模式： EI扫描模式： 全扫描， 80-350 uEMV模式： 增益因子增益因子： 1.00 产生的电子倍增器(EM) 电压：1082V 溶剂延迟： 3min 样品前处理 土壤样品采集自中国上海当地的花园，使用二氯甲烷进行预处理。然后将处理后的样品置于室温下风干、过筛，获得均匀的样品。 萃取 称取5g均匀土壤样品，放入50 mL离心管中。加入 5mL水，后剧烈震荡1分钟。再加入10 mL乙腈， 剧烈震荡30秒，然后加入含4g无水 MgSO 、1g 无水NaCl、1g柠檬酸钠和0.5g柠檬酸二钠盐的 Agilent SampliQ QuEChERS EN 萃取包。手持样品管剧烈震荡1分钟，然后以4000 rpm的转速离心5分钟。 从离心管中吸取 6.0 mL 乙乙上清液， 转移至 15 mL SampliQQuEChERs EN 分散 SPE 管。管中含有 150 mg PSA、150 mgC18和900 mg 无水 MgSO。震荡一分钟后， 以 4000 rpm 的速度离心5分钟。取 4 mL萃取液， 经过 0.22 um 滤膜(部件号5064-8222)过滤，样品制备完成可用于分析。 称取5g土壤匀浆样品，放入50mL管中 加入5mL水 加入10mL乙腈，剧列荡1分钟 加入 SampliQ QuEChERS EN 萃取包 震荡1分钟，然后以4000 rpm 离心5分钟 V 移取6mL上清液至 SampliQ QuEChERS 分散 SPE 管 震荡1分钟， 然后以 4000 rpm 离心5分钟 使用针头过滤器过滤，取滤液进行分析 结果与讨论 保留时间锁定 (RTL) 软件是 Agilent MSD 化学工作站的一部分。RTL 校正是可以自动运行的。计算得到“保留时间-柱前压”曲线，并保存在方法中。RTL 曲线将锁定的柱前压与所需目标物的保留时间相关联(例如芘为19.38分钟)。设置好 RTL 后便可在样品分析方法中启用该设置。 本应用采用 5975T LTM GC/MSD 评估了16 种 PAHs 的 RTL 系数，以确保 RTL 结果的可靠性。经测试，16种PAHs 的系数介于0.9995 和0.9999之间。 选定芘为 RTL 化合物是基于以下参数：合适的保留时间、良好的峰形以及一致性。这些参数是 RTL 软件对化合物的要求。 评估系统锁定方法的保留时间重现性 为了确定该分析方法的重现性，重复运行十次。所有化合物的保留时间重现性都在可接受的范围内， RT的 RSD%范围为0.002至0.037%。RT 重现性是建立可靠 RTL数据库的根本。图1显示了10次运行所得重叠色谱图，展现了整个系统的保留时间重现性。 Abundance 图1. 10次运行所得重叠色谱图。 根据16种 PAH 确定的色谱图建立 RTL 筛查数据库 图2显示了含有16种 PAHs 的标样 TIC(总离子流色谱图)。根据 TIC信息创建保留时间锁定筛查数据库[2]。因为该数据库是基于保留时间和辅助定量离子，因此该方法可以快速筛查复杂基质中的目标化合物。 使用 PAHs 的 RTL 筛查数据库评估土壤中的 PAHs 图3显示了空白土壤的色谱图。表明经表 QuEChERS 方法前处理的土壤样品能够得到更干净的色谱图，对于较迟洗脱出的组分更是如此。通常来说，系统对较迟洗脱出的 PAHs 的灵敏度较低， 因此需要纯度更高的基质。图3显示了两个分别使用和没有使用QuEChERS 进行前处理的空白襄壤样品运行结果的重叠色谱图。由图中可以看出干净的土壤样品背景可以精确地确定高分子量(MW) 的 PAHs 含量。 QuEChERS 前处理 RTL 数据库可以精确地确定目标化合物峰的保留时间，因此有助于筛查土壤基质中的 PAHs。图4显示了土壤基质中添加了16种PAHs 所得的色谱图。 苯并[k]荧蒽 苯并[ghi]花 图2. 标准混合物中 16 种 PAHs的总离子流色谱图，浓度为 2.0 pg/mL。 图3. 使用和没有使用 QuEChERS 进行前处理的土壤空白重叠色谱图。 图4. 加入经1：100 稀释的 PAHs 标准溶液的土壤基质运行结果。 使用 RTL 数据库筛查数据的时间不超过30秒。所有包含在筛查库中的化合物都被鉴别出来。表2列出了土壤基质中鉴别出的目标化合物的筛查报告。 可使用工作站中的 Agilent RTL 结果筛查器(图5)确认结果。图5a 显示了提取出的目标离子的结果重叠图。测量了目标离子和辅助定量离子的相对丰度，然后与谱库数据进行比较，结果显示在图5c中。图5b显示了目标物的谱图。 表2. 土壤基质中 PAHs 的筛查报告 化合物 状态预计保留时间 误差 M/Z 响应值 XCR 1萘 X 7.665 -0.033 2729035 1.00 2苊烯 X 11.566 -0.008 5195249 1.00 3苊 X 12.050 -0.010 1494087 1.00 4芴 X 13.345 -0.020 254632 1.00 5菲 X 15.787 -9，925 167846 1.00 6蒽 X 15.898 -0.020 150569 1.00 7荧蒽 X 18.844 -0.010 202 301843 1.00 8芘 X 19.384 -0.005 202 141960 1.00 9苯并[a] X 22.519 -0.018 228 37499 0.97 10屈 X 22.614 -0.015 228 82114 1.00 11苯并[b]荧蒽 X 25.164 -0.078 252 56641 0.00 12苯并[k]荧蒽 X 25.195 -0.109 252 56651 0.00 13苯并[a]芘 25.835 -0.025 252 20127 0.99 14茚并[1，3，2-cd]芘x 29.023 -0.056 276 3397 0.88 15二苯并[a，h]蔥 29.161 -0.040 278 19292276 0.15 16苯并[ghi]花 X 29.885 -0.035 276 58107 0.98 使用 MDS-DRS软件进行色谱图解卷积 根据 PAH 色谱图建立并配置 DRS 方法[3]。配置后，该方法可以从复杂的干扰信号中提取目标信号，然后使用现有定量数据库半定量检测具体基质中目标分析物的含量。该方法可对土壤中0.01 pg/mL 含量的目标物进行解卷积。表4包括基质中“被掩盖”组分的报告。 图5. 芘的筛查器结果实例 Abundance200000- 150000-100000-50000- l ime-x gnn innn 1200 14nn 1g nn 180n 2n0n 2200 24nn 26nn 2800 am 3200 图6. 将土壤基质中的EPA610 混合物稀释1000倍。色谱图显示较迟洗脱出的组分信号被土壤基质信号所掩盖。 表4. 图6色谱图的部分 DRS 报告。* 含量(ng) AMDIS NIST 保留时间 CAS编号 化合物名称 化学工作站 AMDIS 匹配度 保留时间差 (s) 反匹配度 命中数 25.088 205992 苯并[b]荧蒽 0.03 99 -4.56 85 5 25.163 207089 苯并[k]荧蒽 0.02 99 -0.6 85 5 25.810 50328 苯并[a]芘 0.01 98 -5.9 93 6 28.9685 193395 茚并[1，2，3-cd]芘 87 -2.6 87 1 29.124 53703 二苯并[a，h]蒽 0.01 99 -2.2 85 5 29.8481 191242 苯并[ghi]花 0.03 95 -2.1 87 2 *定量结果仅为基于无基质响应因子的估计值，未对目标 PAHs进行基质校正。 结论 本应用报告建立了使用 Agilent 5975T LTM GC/MSD 分析土壤中PAHs 的决决方案。该解决方案包括样品前处理步骤和 GC/MS仪器方法。已证实 SampliQ 萃取 QuEChERS 试剂盒非常适于土壤中 PAHs分析的样品前处理方法。该方法的优点众多，能够大幅节省时间，操作简单，还降低了化学试剂的消耗。因此，该方法极其适用于 Agilent 5975T LTM GC/MSD 及其应用。安捷伦的RTL 功能是对峰进行快速鉴别的极佳工具，尤其是在紧急情况下使用便携式 GC/MS 鉴别目标化合物时表现出众。 ( 参考文献 ) ( Frank David， Pat Sandra and Philip L. Wylie； “ Improvingthe Analysis of Organotin Compounds u s ing R e tention Time Locked M ethods and Retention T i me Databases，" Agilent T echnologies publication 5 988-9256EN. ) 2 ( Micheal J. Szelewski； Kenneth R.Weiner and Chin-Kai Meng；"Building and Editing RTL Screener/Quant Databases and Libraries，" Agilent T echnologiespublication 5989-0916EN. ) ( 3 Philip L. Wyli e ， "A Rapid GCMS Solution for the JapanesePositive List Pesticide Method，" Agilent Technologies publication 5989-9320EN. ) 更多信息 ( 有关我们的产品和服务的更多信息，欢迎访问我们的网站： www.agilent.com/chem/cn. ) www.agilent.com/chem/cn 安捷伦对本资料中出现的错误，以及由于提供或使用本资料所造成的相关损失不承担责任。 本资料中涉及的信息、说明和指标，如有变更，恕不另行通知。 @安捷伦科技(中国)有限公司，2010年 2002年4月25日中国印制 5990-6324CHCN Agilent Technologies 在环境保护和消费品领域中，PAHs（多环芳烃）分析尤为重要。本应用报告介绍了使用Agilent 5975T LTM GC/MSD 通过保留时间锁定（RTL）方法分析土壤基质中PAHs 的解决方案。该解决方案建立了RTL 筛查库，并且通过安装解卷积报告软件（DRS）配置了 DRS 方法。同时该解决方案还包括高效的样品前处理步骤。该方法适用于Agilent 5975T LTM GC/MSD，这种便携式的GC/MS 系统简单、安全，还能降低化学试剂的消耗。