專利名稱：用于檢測水中四種胺類物的二維液相色譜-串聯(lián)質譜方法
技術領域：
本發(fā)明涉及水中四種胺類物質包括丙烯酰胺、己內酰胺、聯(lián)苯胺和苯胺的檢測方法，具體地說是用于檢測水中四種胺類物的ニ維液相色譜-串聯(lián)質譜方法。
背景技術：
本方法涉及到的四種胺類物質包括丙烯酰胺、己內酰胺、聯(lián)苯胺和苯胺，其中丙烯酰胺近年來是食品安全領域研究的重點。在油炸和燒烤的淀粉類食品中能夠產生具有潛在神經毒性、遺傳毒性和致癌性的丙烯酰胺，這使得聯(lián)合國糧農組織(FAO)和世界衛(wèi)生組織(WHO)聯(lián)合食品添加劑專家委員會(JECFA)對食品中的丙烯酰胺進行了系統(tǒng)的危險性評 估；同時丙烯酰胺作為生產聚丙烯酰胺的原料生產量非常大，僅寧波ー個城市年產量即超過12萬噸。己內酰胺是生產聚酰胺的最主要原料，主要應用于人造塑料、薄膜以及電子產業(yè)和交通工具領域，2004年的世界年產量即超過400萬噸。苯胺和聯(lián)苯胺屬于芳香族胺類物質，是生產染料、聚合物、橡膠、殺蟲劑、化妝品、藥物等許多化學品的主要原料，雖然芳香族胺類的直接生產和使用被限制，但是在上述化學品的生產過程中仍然有大量的芳香族胺類作為副產物被制造出來。在化學品的生產、使用過程中胺類物質可能釋放到環(huán)境中，從而形成環(huán)境中重要的一類污染物。胺類物質由于具有較強的極性，如丙烯酰胺、己內酰胺等極易溶于水，一旦釋放到環(huán)境中通過遷移往往會造成地表水、地下水的污染。胺類物質的急性毒性和生物活性較強，并且芳香族胺類及丙烯酰胺等具有極強的致癌性。由于胺類物質的巨大使用量及其毒性危害，世界各國包括中國、美國等均將其列為常規(guī)監(jiān)測和優(yōu)先監(jiān)測的污染物范圍。目前常用的胺類分析方法是氣相色譜法，如中國《生活飲用水標準檢驗方法》中規(guī)定的液液萃取-氣相色譜質譜法檢測聯(lián)苯胺、衍生化液液萃取-氣相色譜法檢測丙烯酰胺等。這些方法需要復雜的前處理技木，而且對于丙烯酰胺、己內酰胺氣相色譜無法直接檢測而需要增加衍生化過程。儀器檢測方面，每種污染物均需要獨立的一種檢測方法，對于同一個待測樣品，四種胺類物質即需要四種檢測方法，進行4個不同的前處理過程，對于試劑、時間、人力等成本均是巨大的浪費。另外，到目前為止尚沒有利用液相色譜-串聯(lián)質譜同時檢測水中多種胺類物質的方法，主要原因是首先，胺類物質具有極強的極性，在普通C18色譜柱中雖然可以實現(xiàn)四種胺類物質的分離，但是各物質峰形較差，甚至出現(xiàn)拖尾或雙峰的現(xiàn)象，因此難以實現(xiàn)有效的保留；在親水作用色譜(HILIC)中，胺類物質可以保持良好的峰形，但是由于四種胺類物質性質相近，幾乎在同一時間出峰，在質譜電離源中同時電離會出現(xiàn)嚴重的競爭電離現(xiàn)象，從而無法對多個物質同時進行定量。
發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是針對上述技術難題，提供用于檢測水中四種胺類物的ニ維液相色譜-串聯(lián)質譜方法，在超高效液相色譜中-串聯(lián)質譜技術中使用兩種不同性質的色譜柱串聯(lián)的方式同時檢測四種胺類物質，一方面解決胺類物質在普通C18色譜柱中無法保留的問題，另一方面解決胺類物質在親水作用色譜(HILIC)柱中無法分離的問題。本發(fā)明既可以實現(xiàn)四種胺類物質的聯(lián)合檢測，又具有靈敏度高、分析速度快、方法選擇性強、操作簡單等特點，大大節(jié)約了試劑、時間、人力等成本。本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為用于檢測水中四種胺類物的ニ維液相色譜-串聯(lián)質譜方法，包括以下步驟
步驟I、安裝檢測設備在超高效液相色譜儀的柱溫箱中安裝一根普通反相C18色譜柱，并在其后串聯(lián)ー根親水作用色譜(HILIC)柱，出口連接串聯(lián)質譜儀的進樣ロ ；
步驟2、將所得的水樣進行前處理；
步驟3、將處理好的水樣通過上述的檢測設備進行分析測定。
為優(yōu)化上述技術方案，采取的措施還包括
上述的串聯(lián)質譜儀器為Waters Quattro Premier XE三重四級桿串聯(lián)質譜儀,所用超高效液相色譜為Waters Acquity UPLC系統(tǒng)。上述的步驟I中，使用的普通C18色譜柱為Acquity UPLC BEH C18色譜柱，使用的親水作用色譜(HILIC)柱為Acquity UPLC BEH HILIC色譜柱。普通C18色譜柱色譜柱安裝在超高效液相色譜儀自帶的柱溫箱中，相串聯(lián)的親水作用色譜柱安裝在獨立的柱溫箱中，并用不銹鋼導柱將親水作用色譜柱的出口端與串聯(lián)質譜儀的進樣ロ相連接固定。上述的步驟2中，前處理包括用一次性針式注射器取ImL水樣，用O. 2Mm水相針式濾器過濾之后進入棕色液相進樣小瓶中，待分析。上述的液相色譜儀器的使用條件為柱溫40°C ;流動相甲醇/0. 1%甲酸水溶液，初始為50:50，經線性梯度I. I分鐘至90:10，持續(xù)至I. 5分鐘，再經線性梯度4分鐘至50:50，持續(xù)至6分鐘，一次進樣結束；流速0. 18mL/min ;進樣量5μ 。上述的串聯(lián)質譜儀器的使用條件為離子源電噴霧電離ESI ;掃描方式正離子掃描；檢測方式多反應檢測；毛細管電壓3. OKv ;錐孔電壓苯胺為50v，丙烯酰胺為25v，己內酰胺為35V，聯(lián)苯胺為60V ;源溫100°C ;去溶劑溫度400°C ;去溶劑流速700L/hr ;錐孔氣流速50L/hr ;碰撞能量苯胺為17ev,丙烯酰胺為IOev,己內酰胺為17ev,聯(lián)苯胺為26ev ;駐留時間0. 2s ;離子通道苯胺為94>77，丙烯酰胺為72>55，己內酰胺為113. 5>69，聯(lián)苯胺為185>167。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的用于檢測水中四種胺類物的ニ維液相色譜-串聯(lián)質譜方法具有以下優(yōu)點
I、同國家標準方法中規(guī)定的氣相色譜檢測胺類的方法相比，本方法無需使用復雜并且難以控制的衍生化技木，無需經過耗費大量試劑、時間、人力的前處理流程，因而更加環(huán)保、經濟節(jié)約。同吋，由于使用串聯(lián)質譜技術從而方法的靈敏度更高，選擇性更好。2、同國外每次檢測ー種胺類物質的液質方法相比，本方法同時檢測四種胺類物質，實現(xiàn)了資源的整合利用，實現(xiàn)了試劑、時間、人力上的成本壓縮。3、本方法開創(chuàng)性的使用了兩種不同性質色譜柱串聯(lián)的方法，實際上運用了簡單的ニ維液相色譜原理，將第一根色譜柱用于胺類物質的分離，第二根色譜柱應用于胺類物質的保留富集，從而實現(xiàn)了在普通液相色譜柱上無法保留的多種性質極為相近的胺類物質的分離。4、本方法靈敏度高、重復性好、回收率高，完全滿足痕量分析的質控要求。四種胺類物質的方法檢測限分別為丙烯酰胺1. Ong/mL ;己內酰胺5. Ong/mL ;聯(lián)苯胺0. 5 ng/mL ;苯胺0. I ng/mL。四種胺類物質的實際水樣和實際加標水樣7次重復測定相對標準偏差在2. 66 7. 60%以內，加標回收率在87. O 94. 8%之間。
圖I為使用自制ニ維液相色譜-串聯(lián)質譜技術同時檢測四種胺類物質的實際色譜 圖2為四種胺類物質經過儀器分析得到的標準曲線；
圖3為自制ニ維液相色譜-串聯(lián)質譜技術分離的簡單示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發(fā)明的實施例作進ー步詳細描述。圖I至圖3所示為本發(fā)明的檢測示意圖。圖I為使用自制ニ維液相色譜-串聯(lián)質譜技術同時檢測四種胺類物質的實際色譜圖。由圖可見，在使用兩種色譜柱串聯(lián)的情況下，四種胺類物質在色譜圖中得到了較好的分離，能夠滿足實際檢測的需要。圖2為5Pg/L、l(^g/L、2(^g/L、5(^g/L、10(^g/L的5個濃度的四種胺類物質經過
儀器分析的標準曲線。由圖可見，使用本方法得到的標準曲線線性良好。圖3為自制ニ維液相色譜-串聯(lián)質譜技術分離的簡單示意圖，示意了檢測技術的儀器連接方式。檢測儀器本實驗中使用的超高效液相色譜儀器為Acquity UPLC系統(tǒng)，使用的串聯(lián)質譜儀器為Quattro Premier XE三重四級桿串聯(lián)質譜。本發(fā)明用于檢測水中四種胺類物的ニ維液相色譜-串聯(lián)質譜方法，包括以下步驟
步驟I、安裝檢測設備在超高效液相色譜儀的柱溫箱中安裝一根普通反相C18色譜柱，并在其后串聯(lián)ー根親水作用色譜柱，親水作用色譜柱的出口連接串聯(lián)質譜儀的進樣Π ；
步驟2、將所得的水樣進行前處理；
步驟3、將處理好的水樣通過上述的檢測設備進行分析測定。為優(yōu)化上述技術方案，采取的措施還包括
上述的串聯(lián)質譜儀器為Waters Quattro Premier XE三重四級桿串聯(lián)質譜儀。上述的步驟I中，在超高效液相色譜儀的柱溫箱中安裝一根普通反相C18色譜柱，并在其后串聯(lián)ー根親水作用色譜(HILIC)柱，出口連接串聯(lián)質譜儀的進樣ロ。上述的步驟2中，前處理包括用一次性針式注射器取ImL水樣，用O. 2Mm水相針式濾器過濾之后進入棕色液相進樣小瓶中，待分析。上述的液相色譜儀器的使用條件為柱溫40°C;流動相條件如表I :甲醇/0. 1%甲酸水溶液，初始為50:50，經線性梯度I. I分鐘至90:10，持續(xù)至I. 5分鐘，再經線性梯度4分鐘至50:50，持續(xù)至6分鐘，一次進樣結束；流速0. 18mL/min ;進樣量5μ 。上述的串聯(lián)質譜儀器的使用條件為離子源電噴霧電離ESI ;掃描方式正離子掃描；檢測方式多反應檢測；毛細管電壓3. OKv ;錐孔電壓苯胺為50v，丙烯酰胺為25v，己內酰胺為35V，聯(lián)苯胺為60V ;源溫100°C ;去溶劑溫度400°C ;去溶劑流速700L/hr ;錐孔氣流速50L/hr ;碰撞能量苯胺為17ev,丙烯酰胺為IOev,己內酰胺為17ev,聯(lián)苯胺為26ev ;駐留時間0. 2s ;離子通道苯胺為94>77，丙烯酰胺為72>55，己內酰胺為113. 5>69，聯(lián)苯胺為185>167。本發(fā)明用于檢測水中四種胺類物的ニ維液相色譜-串聯(lián)質譜方法由于使用了串聯(lián)質譜作為檢測器，在選擇能力上有了極大的提高，適合于多種污染物的聯(lián)合檢測。并且由于其高靈敏度，對于地表水、地下水等清潔水樣，通常使用極為簡單的過濾步驟即可直接進樣。本發(fā)明一方面解決了胺類物質在普通C18色譜柱中無法保留的問題，另一方面解決了胺類物質在親水作用色譜柱中無法分離的問題。本發(fā)明既可以實現(xiàn)四種胺類物質的聯(lián)合檢測，又具有靈敏度高、分析速度快、方法選擇性強、操作簡單等特點，大大節(jié)約了試劑、時間、 人力等成本。
表I流動相梯度___
時間(min) A%(甲醇)B%(0. 1%甲酸水溶液)Curveinitial 5050initial
I. I90106
1.59010I
450506
61:50[50]1
上述步驟3中串聯(lián)質譜儀器的使用條件為離子源電噴霧電離ESI ;掃描方式正離
子掃描；檢測方式多反應檢測；具體條件見表2、表3。
表2 質譜條件
質譜參數(shù)優(yōu)化值
毛細管電壓(V)3. O
源 &II (Cy100
脫附氣溫度(°C)400
脫附氣流速(L/h)700
錐孔氣流速(L/h)50
碰撞氣流速(mL/min) O. 8
表3 質量分析參數(shù)
名稱 I錐孔電壓(V)I碰撞能量(eV)I停留時間(S) I母離子/子離子-
聯(lián)苯胺.6026 0.2185>167
苯胺 :5017 0.294>77
丙烯酰胺2510 0.272>55
己內酰胺]35117]θ. 21113. 5>69
計算結果，用外標曲線法定量，根據(jù)定量離子的峰面積響應在標準曲線上直接查出水樣中胺類物質的濃度。計算公式如下
C= (A—b) /a(I)
其中C一胺類物質的濃度，^g/L ；
A—定量離子的峰面積；b—標準曲線的截距； a—標準曲線的斜率。實施例I :
標準曲線繪制
用5:5甲醇/水溶劑標準配置I. O Pg/mL的胺類儲備液備用。然后用5:5甲醇/水溶劑配置5Pg/L、l(^g/L、2(^g/L、5(^g/L、10(^g/L的5個濃度的四種胺類物質標準溶液進行標準曲線繪制，結果如下。表4 標準曲線測定結果
權利要求
1.用于檢測水中四種胺類物的二維液相色譜-串聯(lián)質譜方法，其特征是包括以下步驟 步驟I、安裝檢測設備在超高效液相色譜儀的柱溫箱中安裝一根普通C18色譜柱，并在其后串聯(lián)一根親水作用色譜柱，親水作用色譜柱的出口連接串聯(lián)質譜儀的進樣口 ； 步驟2、將所得的水樣進行前處理； 步驟3、將處理好的水樣通過上述的檢測設備進行分析測定。
2.根據(jù)權利要求I所述的用于檢測水中四種胺類物的二維液相色譜-串聯(lián)質譜方法，其特征是所述的串聯(lián)質譜儀器為Quattro Premier XE三重四級桿串聯(lián)質譜儀,所用超高效液相色譜為Waters Acquity UPLC系統(tǒng)。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的用于檢測水中四種胺類物的二維液相色譜-串聯(lián)質譜方法，其特征是所述的步驟I中，普通C18色譜柱色譜柱安裝在超高效液相色譜儀自帶的柱溫箱中，相串聯(lián)的親水作用色譜柱安裝在獨立的柱溫箱中，并用不銹鋼導柱將親水作用色譜柱的出口端與串聯(lián)質譜儀的進樣口相連接固定。
4.根據(jù)權利要求3所述的用于檢測水中四種胺類物的二維液相色譜-串聯(lián)質譜方法，其特征是所述的步驟2中，前處理包括用一次性針式注射器取ImL水樣，用0. 2Mm水相針式濾器過濾之后進入棕色液相進樣小瓶中,待分析。
5.根據(jù)權利要求4所述的用于檢測水中四種胺類物的二維液相色譜-串聯(lián)質譜方法，其特征是所述的液相色譜儀器的使用條件為柱溫40°C ;流動相甲醇/0. 1%甲酸水溶液，初始為50:50，經線性梯度I. I分鐘至90:10，持續(xù)至I. 5分鐘，再經線性梯度4分鐘至50:50，持續(xù)至6分鐘，一次進樣結束；流速0. 18mL/min ;進樣量5ML。
6.根據(jù)權利要求5所述的用于檢測水中四種胺類物的二維液相色譜-串聯(lián)質譜方法，其特征是所述的串聯(lián)質譜儀器的使用條件為離子源電噴霧電離(ESI);掃描方式正離子掃描；檢測方式多反應檢測；毛細管電壓3. OKv ;錐孔電壓苯胺為50v，丙烯酰胺為25v,己內酰胺為35V，聯(lián)苯胺為60V ;源溫100°C ;去溶劑溫度400°C ;去溶劑流速700L/hr ;錐孔氣流速50L/hr ;碰撞能量苯胺為17ev,丙烯酰胺為IOev,己內酰胺為17ev,聯(lián)苯胺為26ev ;駐留時間0. 2s ;離子通道苯胺為94>77，丙烯酰胺為72>55，己內酰胺為·113. 5>69，聯(lián)苯胺為 185>167。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于檢測水中四種胺類物的二維液相色譜-串聯(lián)質譜方法，包括以下步驟步驟1、安裝檢測設備在C超高效液相色譜儀的柱溫箱中安裝一根普通C18色譜柱，并在其后串聯(lián)一根親水作用色譜(HILIC)柱，親水作用色譜柱的出口連接串聯(lián)質譜儀的進樣口；步驟2、將所得的水樣進行前處理；步驟3、將處理好的水樣通過上述的檢測設備進行分析測定。本發(fā)明開創(chuàng)性的采用了兩種不同性質色譜柱串聯(lián)的方法，實現(xiàn)了四種胺類物質的聯(lián)合檢測，并且具有檢測靈敏度高、分析速度快、方法選擇性強、污染小、操作簡單等特點。
文檔編號G01N30/89GK102680590SQ201110232248
公開日2012年9月19日 申請日期2011年8月15日 優(yōu)先權日2011年8月15日
發(fā)明者馮加永, 朱麗波, 錢飛中, 陳鐘佺 申請人:寧波市環(huán)境監(jiān)測中心