于 愛 鑫
(煙臺大學土木工程學院,山東 煙臺 264005)
呋喃丹是一種用于農作物,殺蟲效果非常好,但是毒性極強的氨基甲酸酯類有機農藥[1],被我國列為高毒性農藥,屬于規(guī)定不得使用和限制使用的農藥品種,對環(huán)境生物毒性很強[2],它的廣泛使用,會污染地表水和其他飲用水源[3,4],具有致癌、致畸、致突變效應。這種農藥在水環(huán)境中殘留期較長,易揮發(fā),能通過大氣運動在環(huán)境中長距離遷移。我國GB 5749—2006生活飲用水衛(wèi)生標準將呋喃丹規(guī)定為非常規(guī)指標,限制為0.007 mg/L[5]。人類通過飲用水長期攝入殘留的呋喃丹農藥,則會影響人體健康[6],3-羥基呋喃丹是其一種代謝產物。目前,國內開展的對3-羥基呋喃丹測定方法的研究多為氣相色譜法[7-9],而沒有研究運用超高效液相色譜質譜法對其測定。本文采用超高效液相色譜—串聯(lián)質譜聯(lián)用對水體中的3-羥基呋喃丹進行檢測,無需前處理,快速簡便,準確度高,優(yōu)化質譜條件并對比了不同的液相條件對響應強度的影響。
Waters超高效液相色譜—質譜聯(lián)用儀(UPLC-MS/MS)(Waters,USA);ACQUITY UPLC BEH C18色譜柱(2.1 mm×50 mm×1.7 mm);MassLynx 4.1軟件(Waters)用于控制儀器、采集數據和數據分析;0.22 μm一次性濾膜。
標準溶液:3-羥基呋喃丹(100 μg/mL,P-186S);甲酸(色譜純);甲醇(色譜純);超純水。
1.2.1標準溶液配置
標準貯備液:吸取1 mL的3-羥基呋喃丹標準品,加水稀釋至100 mL,即得1 mg/L的呋喃丹標準貯備液。
標準工作液:分別吸取1 mg/L的呋喃丹標準貯備液0 μL,10 μL,30 μL,50 μL,100 μL,150 μL,200 μL,加水稀釋至10 mL,得到0 μg/L,1 μg/L,3 μg/L,5 μg/L,10 μg/L,15 μg/L,20 μg/L的標準工作液。
1.2.2樣品前處理
水樣經過0.22 μm水系微孔濾膜過濾后用于UPLC-MS/MS的測定。
1.2.3液相色譜儀器條件
色譜柱:ACQUITY UPLC BEH C18色譜柱(2.1 mm×50 mm×1.7 mm);流速:5.0 μL/min;流量:0.2 mL/min;柱溫:35 ℃;樣品室溫度:15 ℃;進樣量:5 μL;流動相A為甲醇,流動相B為0.1%甲酸水溶液,流動梯度見表1。
表1 超高效液相色譜分離梯度條件
1.2.4質譜儀器條件
離子源:電噴霧正離子(Electronic Spray Iom, ESI+),正離子掃描方式,離子源溫度120 ℃;多反應監(jiān)測(MRM)方式采集數據對該物質進行定性、定量分析,MRM參數見表2;使用高純氮氣(純度99.999%,Air Liquide)作為碰撞氣,氮氣發(fā)生器(純度99.9%,Peak)提供霧化氣和脫溶劑氣,脫溶劑氣溫度350 ℃,脫溶劑氣流量350 L/Hr,錐孔氣流量50 L/Hr,毛細管電壓2.8 kV;質量分析器LM Resdution 1:13.0,HM Resdution 1:15.0,Ion Energy 1:0.5;LM Resdution 2:13.0,HM Resdution 2:15.0,Ion Energy 2:0.5。
表2 3-羥基呋喃丹MRM參數
通過比較水和甲酸—水作為流動相,發(fā)現加入甲酸后鋒形有了明顯的改善,鋒形窄而對稱,并且質譜圖的響應值也有所提高,查閱文獻得知,3-羥基呋喃丹在正離子掃描模式下有較好的響應,因為在水中加入甲酸增加電離效率,對試樣正離子的產生起到了促進和穩(wěn)定的作用[10]。
分別對3-羥基呋喃丹標準品進行母離子掃描(如圖1所示)和子離子碎片掃描(見圖2),圖1中基峰質荷比(m/z)為259.98,推斷為[M+Na]+峰,而其[M+H]+峰相應相對較低。由于[M+Na]+峰在質譜中響應不穩(wěn)定,如果用它作為監(jiān)測離子,會影響3-羥基呋喃丹定量的平行性和穩(wěn)定性,所以選擇為[M+H]監(jiān)測離子,響應較穩(wěn)定,選擇[M+H]+m/z238.03為母離子。
調試時用針泵直接進樣,分別對離子源溫度、碰撞能量、錐孔電壓、毛細管電壓等條件進行了優(yōu)化,以確定3-羥基呋喃丹的母離子和子離子,以強度較大的子離子作為定量離子,強度稍小的子離子作為定性離子,詳見表2。
按照建好的方法對濃度分別為1 μg/L,3 μg/L,5 μg/L,10 μg/L,15 μg/L,20 μg/L的標準工作液進行測定,以質量濃度ρ(μg/L)為橫坐標,峰面積A為縱坐標繪制標準曲線,線性回歸方程為A=114.73ρ+14.203,相關系數為0.999 4,在1 μg/L~20 μg/L范圍內線性關系良好。按3倍信噪比計算檢出限,10倍信噪比計算定量限,檢出限為0.1 μg/L,定量限為0.5 μg/L。
分別對低、中、高3種濃度水平進行檢測,選取濃度分別為2.5 μg/L,10 μg/L,25 μg/L的3-羥基呋喃丹進行日內連續(xù)進樣3次,日間連續(xù)進樣3次,計算相對標準偏差(RSD)。結果見表3。
表3 三羥基呋喃丹精密度實驗結果
取空白自來水樣品3份,每份100 mL,分別加入標準貯備液0.25 μL,1 mL,2.5 mL,按實驗方法處理?;厥章式Y果見表4。
表4 三羥基呋喃丹回收率實驗結果(n=3)
本文使用UPLC-MS/MS在MRM模式下確定了3-羥基呋喃丹的最優(yōu)碰撞能量。通過探討得出了流動相對檢測強度的影響,最終以甲醇和甲酸—水(0.1+99.9)為最優(yōu)流動相。與現有的3-羥基呋喃丹檢測方法相比,本方法處理樣品具有處理簡單,準確可靠,檢出限低,定性能力強和線性關系好的優(yōu)點,為水環(huán)境的3-羥基呋喃丹的監(jiān)測和管理工作提供數據支撐。