高宇 梁淼

摘要：文章建立了柱前衍生-高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測定水中戊二醛的方法。在酸性條件下，過量的2，4-二硝基苯肼和戊二醛發(fā)生衍生化反應(yīng)，生成2，4-二硝基苯腙，用高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀電噴霧負(fù)離子模式測定，采用多反應(yīng)監(jiān)測（MRM）方式定量，LC-MS/MS檢出限為0.22μg/L，線性范圍為0.5～70μg/L，相關(guān)系數(shù)R>0.999，平均回收率為84.4%～89.7%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為 1.6%～8.7%（n=6）。

關(guān)鍵詞：戊二醛;串聯(lián)液相色譜質(zhì)譜法;定量分析

中圖分類號(hào)：X832 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）11-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.11.047

Pre-column derivatization-high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry for the determination of glutaraldehyde in water

Gao Yu1，Liang Miao2

（1.Chengdu Aerospace Science and Technology Testing Co.，Ltd.，Chengdu Sichuan 610041，China;

2.Harbin Water Supply Group Co.，Ltd.，Harbin Heilongjiang 150000，China）

Abstract：In this paper， a pre-column derivatization-high performance liquid chromatography tandem mass spectrometry method for the determination of glutaraldehyde in water was established. Under acidic conditions， excess 2，4-dinitrophenylhydrazine and glutaraldehyde derivatize to produce 2，4-dinitrophenylhydrazone， which is determined by high-performance liquid chromatography tandem mass spectrometry with electrospray negative ion mode. Multiple reaction monitoring （MRM） method was used for quantification. The detection limit of LC-MS/MS was 0.22 μg/L， the linear range was 0.5-70 μg/L， the correlation coefficient R>0.999， and the average recovery rate was 84.4%～89.7%. The relative standard deviation is 1.6%～8.7% （n=6）.

Key words：Glutaraldehyde;Tandem liquid chromatography mass spectrometry;Quantitative analysis

1 概述

戊二醛是帶有刺激性氣味的無色透明油狀液體，是一種優(yōu)良的殺菌消毒劑，也用于皮革鞣制。被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、衛(wèi)生、石油化工和科研領(lǐng)域。戊二醛對人體組織有一定毒性，有報(bào)道表示戊二醛具有明顯的黏膜毒性和皮膚刺激性，接觸戊二醛的人員出現(xiàn)不同程度的噴嚏、頭痛、流淚、皮疹和慢性咳嗽。目前戊二醛是英國危險(xiǎn)物質(zhì)安全管理處控管的化學(xué)物質(zhì)之一。國內(nèi)目前研究主要集中在用作消毒劑的戊二醛含量測定和工作場所空氣中戊二醛含量測定，我國還未建立水中戊二醛的標(biāo)準(zhǔn)化測定方法，本文旨在建立一種準(zhǔn)確、高效、靈敏的檢測方法。

2 實(shí)驗(yàn)與方法

2.1 主要儀器

超高效液相色譜三重串聯(lián)四極桿質(zhì)譜儀（Agilent 1290-6460C），電噴霧（ESI）離子源，美國安捷倫公司生產(chǎn);旋渦混合器;0.45μm親水PTFE針頭式過濾器;電子天平;色譜柱：ZORBAX Eclipse Plus C18柱，2.1×50mm，1.8μm。

2.2 主要試劑

50%戊二醛水溶液，阿拉丁;2，4-二硝基苯肼，CNW;高氯酸，優(yōu)級純，純度70%-74%，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;抗壞血酸，優(yōu)級純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;乙腈，LC-MS級，CNW;乙酸銨，HPLC級，CNW。

2.3 實(shí)驗(yàn)方法

2.3.1 方法原理

在酸性條件下，過量的2，4-二硝基苯肼和戊二醛發(fā)生衍生化反應(yīng)，生成2，4-二硝基苯腙，采用高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀ESI負(fù)離子模式測定，采用多反應(yīng)監(jiān)測（MRM）方式定量，選擇一種母離子，一個(gè)定量離子，一個(gè)定性離子。定量離子的相對豐度和其濃度呈線性關(guān)系。

2.3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

將50%戊二醛水溶液稀釋至500mg/L，作為標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，用純水稀釋，配制成濃度為0.5mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液。稱取2.3780g 2，4-二硝基苯肼，用20%的高氯酸溶解，并定容至100mL，此溶液濃度為120mmol/L，吸取100uL于100mL容量瓶中，用20%的高氯酸定容至刻度線，濃度為0.12mmol/L。

2.3.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

將戊二醛分別用純水稀釋成0.5μg/L、1μg/L、2μg/L、5μg/L、10μg/L、25μg/L、50μg/L、70μg/L，吸取200μL于玻璃小瓶中，加入700μL乙腈和100μL0.12mmol/L的2，4-二硝基苯肼溶液，立即于混旋器上混合均勻，20℃反應(yīng)30min后，用0.45μmPTFE針頭式過濾器過濾，裝入2mL進(jìn)樣瓶中按照濃度小到大的順序，依次上機(jī)測定，以峰面積為縱坐標(biāo)，濃度為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2.3.4 樣品的測定

采集水樣使用棕色玻璃瓶，采集自來水樣品時(shí)，由于水中含余氯，采樣后加入抗壞血酸進(jìn)行脫氯處理（按1：1000加入20g/L抗壞血酸溶液）;樣品采集后應(yīng)于4℃避光冷藏，當(dāng)天盡快測定。

預(yù)處理：吸取200μL待測水樣于玻璃小瓶中，加入700μL乙腈和100μL0.12mmol/L的2，4-二硝基苯肼溶液，立即于混旋器上混合均勻，20℃反應(yīng)30min后，用0.45μmPTFE針頭式過濾器過濾，裝入2mL進(jìn)樣瓶中進(jìn)行分析。

2.3.5 液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀（LC-MS-MS）條件

液相色譜條件：流動(dòng)相A純水（含2.5mmol/L乙酸銨），流動(dòng)相B乙腈;流速：0.5mL/min;柱溫：45℃;進(jìn)樣量：10μL，采用梯度淋洗。

質(zhì)譜條件：電離方式為電噴霧電離，ESI負(fù)離子模式，掃描方式為多反應(yīng)監(jiān)測（MRM），實(shí)驗(yàn)開始前進(jìn)行質(zhì)譜質(zhì)量軸校正（調(diào)諧），離子噴霧電壓 -4500kV;霧化氣和干燥氣都為氮?dú)?，霧化氣流速為 50psi;干燥氣 8 L/min，溫度 350℃;碰撞氣為氮?dú)?，壓力?0.2MPa。

3 結(jié)果與分析

3.1 質(zhì)譜條件優(yōu)化

在未接入色譜柱下，先優(yōu)化質(zhì)譜，即以0.5mL/min 的流速注入0.1μg/mL 的戊二醛-DNPH標(biāo)準(zhǔn)溶液，在 ESI負(fù)離子模式下進(jìn)行一級質(zhì)譜掃描（MS2 scan），確定戊二醛-DNPH的分子離子峰為[M+1]+。以其分子離子峰作為母離子，進(jìn)行子離子掃描（product scan），主要產(chǎn)生182.0、176.8等離子。以豐度最強(qiáng)的碎片離子182.0為定量離子，次強(qiáng)的碎片離子178.6為定性離子。在多反應(yīng)監(jiān)測模式下優(yōu)化裂解電壓和碰撞能等參數(shù)，優(yōu)化后的質(zhì)譜條件見表1。

3.2 色譜條件的優(yōu)化

比較了流動(dòng)相中乙腈的體積分?jǐn)?shù)（30%，40%，50%，60%，）對戊二醛-DNPH出峰時(shí)間的影響。結(jié)果表明：乙腈的體積分?jǐn)?shù)從小逐漸增大時(shí)，峰型越尖銳，戊二醛-DNPH的保留時(shí)間由6.0min逐漸提前到1.5min。根據(jù)相似相溶原理，流動(dòng)相中乙腈的比例越大，出峰時(shí)間越快。但為了更好地分離雜質(zhì)和目標(biāo)物，要選用戊二醛-DNPH適宜的出峰時(shí)間。當(dāng)流動(dòng)相中乙腈體積分?jǐn)?shù)為50%時(shí)，出峰時(shí)間為1.5 min左右，相對比較理想。為保證完全去除進(jìn)入色譜柱的其他雜質(zhì)，采用梯度淋洗方式，快速洗脫后回到初始流動(dòng)相比例并平衡色譜柱。

3.3 衍生化條件的優(yōu)化

在酸性情況下，用過量的DNPH充分和醛基反應(yīng)，此反應(yīng)的產(chǎn)物2，4-二硝基苯腙在水中的溶解度較小，而在乙腈中的溶解度較大，直接在水中反應(yīng)或在乙腈比例較小時(shí)會(huì)使生成的產(chǎn)物產(chǎn)生沉淀。衍生反應(yīng)應(yīng)該在乙腈比例較高的溶液中進(jìn)行，而且盡可能和流動(dòng)相比較接近，在70%乙腈溶液中進(jìn)行衍生可滿足10.0 mg/L以下戊二醛的衍生。在70%乙腈，pH=1.0，在20℃反應(yīng)30min的條件下，隨著DNPH濃度的增大，衍生物的轉(zhuǎn)化率也逐漸增大轉(zhuǎn)化效率逐漸增大，在反應(yīng)20min后，衍生反應(yīng)達(dá)到平衡，衍生產(chǎn)物的濃度基本保持不變。為保證本方法的耐用性，衍生時(shí)間選擇30min。

3.4 線性范圍和檢出濃度

以戊二醛-DNPH的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，m/z 459.0>182.0峰面積為縱坐標(biāo)，進(jìn)行線性回歸，結(jié)果表明：在本實(shí)驗(yàn)條件下，戊二醛在0.5μg/L～70μg/L的濃度范圍內(nèi)有著良好的線性，Y=8.452279X+2.322600，R=0.9998，見圖1;選擇信噪比S/N為3左右濃度的2～5倍配制樣品進(jìn)行7次平行檢測，根據(jù)用標(biāo)準(zhǔn)曲線得到的結(jié)果計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差（SD），方法檢出限（MDL）為3.14×SD，測定下限（MDL）為4倍的MDL，經(jīng)實(shí)驗(yàn)確定方法檢出限為0.22μg/L，測定下限為0.88μg/L。

3.5 回收率和精密度實(shí)驗(yàn)

取管網(wǎng)水進(jìn)行精密度和加標(biāo)回收試驗(yàn)。首先將水樣進(jìn)行預(yù)處理后，用標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算得到空白值。按照低中高的濃度配制水樣，每個(gè)濃度配制6組平行樣，預(yù)處理后進(jìn)行儀器檢測，用標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算得到檢測濃度，扣除空白值后計(jì)算相對標(biāo)準(zhǔn)偏差和加標(biāo)回收率，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2。

4 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)建立了水中戊二醛的HPLC- MS/MS 測試方法 。該方法檢出限為0.22μg/L，測定下限為0.88μg/L，平均回收率為 84.4%～89.7%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為 1.6%～8.7%（n=6），可用于水中戊二醛的確證和檢測。

參考文獻(xiàn)

[1]張志虎，邵華.工作場所空氣中戊二醛測定方法的研究[J].環(huán)境與職業(yè)醫(yī)學(xué)，2005，22（6）：509-510.

[2]楊艷偉，朱英.戊二醛消毒劑及其分析方法研究進(jìn)展[J].中國消毒學(xué)雜志，2011，28（5）：615-616.

[3]嚴(yán)坤平，景小丹，等.高效液相色譜法測定血紅蛋白氧載體中殘留的戊二醛[J].分析化學(xué)研究簡報(bào)，2009，37（10）：1515-1518.

[4]許林壽，譚意平，李仲華.苯甲酰氯衍生化高效液相色法測定廢水處理池中氨氮[J].化工管理，2018（16）：107-109.

收稿日期：2020-09-10

作者簡介：高宇（1984-），女，漢族，本科學(xué)歷，中級工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測。