LC/MS/MS技术检测和酰胺类除草剂在水中的降解产物

        美国EPA 535方法主要是饮用水检测分析和地表水中酰胺类除草剂的降解产物乙烷磺酸(ESA) 和苯胺羰 酸(OA)。酰胺类降草剂主要用于控制农田中杂草的生长。本方法中,主要监控降解产物甲草胺、乙草 胺、异丙甲草胺,所有化合物的低浓度小残留量(LCMRL)在0.012到0.014 μg/L之间;同时方法中也 包括了对噻吩草胺、 氟噻草胺、毒草胺的检测。 内标物是二甲草胺ESA和丁草胺ESA。 即使用二级质谱扫描,甲草胺ESA和乙草胺ESA的子离子碎片质谱图(图1)非常相近,因为它们是 同分异构体,都有相同的二级质谱碎片离子m/z 80和121。所以只能靠液相色谱的分离来解决(图2)。 

        图1. 甲草胺ESA(上)和乙草胺ESA(下)的子离

        图2. 色谱柱为:Restek Ultra C18 3μm 100x2.1mm,梯 子扫描图 度洗脱,两个同分异构体甲草胺ESA 和乙草胺ESA的分离因子达到3.5
        通过连续几天分析标准样品和实际样品,结果表明色谱峰的保留时间非常稳定。图1中的两种子离 子扫描图中,甲草胺ESA的子离子m/z 158, 160, 176,而乙草胺的子离子m/z 144, 146, 162有差异,但 这些子离子并不如m/z 80和121灵敏,因此没有选择;如果选择独立的子离子,两种化合物就无需基线分 离,但灵敏度会有一定损失。 考虑到水中总有机碳对目标物电离的影响即离子抑制效应,测试了基质添加回率实验以及内标回收 率实验,数据表明本方法可靠性良好。 
        实验方法
        质谱采用AB SCIEX公司API 3200TM LC/MS/MS系统,电离方式:ESI-,采集模式:MRM(目标物 的MRM见表1),质谱参数为:气帘气: 25psi,喷雾电压: -4500V, GS1: 50psi,GS2: 50psi,气化 温度: 500°C,碰撞气:Medium,驻留时间:50ms。 液相色谱系统采用安捷伦1200二元高压系统,带有自动进样器和柱温箱,色谱柱为Restek Ultra C18 3μm 100x2.1mm,流动相A:5mM乙酸铵的纯水,流动相B:甲醇,梯度洗脱,梯度表见表2,进 样体积为 25μL。 

        样品前处理方法 
        水样用固相萃取小柱Restek Carbora 90mg/6.0mL萃取。固相小柱使用前,要经含10mM的乙酸 铵甲醇20 mL活化,再用30 mL纯水平衡;在萃取过程中不允许小柱有干涸现象;取250 mL水样,加 入25-30 mg氯化胺,再加入混合标样(浓度为12 μg/mL)5 μL,混均后,上样(真空抽速为10-15 mL/ min)。上完样后,用纯水5 mL洗脱一次,再用氮气吹干;后用含10 mM乙酸铵的甲醇15 mL进行淋洗小 柱,收集淋洗液,淋洗液在水浴中(60-70 °C)用氮气流吹干,后用含5 mM乙酸铵的水定容至1 mL, 待分析。 定量校正曲线的建立 用含5mM乙酸铵的水溶液配置六个不同浓度点分别是0.5, 1.0, 10.0, 50.0,100.0, 125.0ng/mL),建立 定量校正曲线,通过1/x加权,其线性相关系数好于0.995,储备液用甲醇溶解,并保存在4 °C的环境中。 
        讨论
        为了确认目标物小检出限,对七个空白添加样品进行重复分析,这七个空白添加浓度为0.013 μg/L; 七个空白添加样品平行前处理实验,两对MRM离子对的色谱峰的信噪比要求大于3:1,按照美国EPA535方法,计算低浓度小残留限量(LCMRL),所有目标物的检出限都好于0.004 μg/L。(见表3)

        在定量分析中,除了要求检出限外,另一个重要参数就是定量的精确度;四个空白通过添加标准物,配成浓度为0.2μg/L的样品,通过定量分析,计算其重现性 (%RSD),要求所有目标物峰面积的标准 偏差均要小于20%,这样才能说明定量数据的可靠,准确。实验数据见表4。 

        结论
        用外标和内标对目标物进行定量分析,在连续48小时的分析过程中,两种方法都表现出定量结果的一致性,其回收率和平均标准偏差都能达到美国EPA 535方法的要求,如果用内标法进行定量分析时, AB SCIEX公司的API 3200质谱系统和质谱软件展现了超长的稳定性和数据的一致性,根据QC数据的结果,可以说明用液相质谱分析水中的这类物质时,不存在离子抑制现象,这也是保证数据可靠性重要一环。