壽 婕,董建淼,潘月燕
(1.浙江省紹興生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心,浙江 紹興 312000;2.浙江中諾檢測(cè)技術(shù)有限公司,浙江 紹興 312000;3.浙江大工檢測(cè)研究有限公司,浙江 紹興 312000)
微囊藻毒素是常見(jiàn)的藍(lán)藻毒素,是由藍(lán)藻水華等爆發(fā)所產(chǎn)生的一種單環(huán)七肽物質(zhì),具有多器官毒性、遺傳毒性、神經(jīng)毒性、免疫毒性和潛在的促癌性,并能引起受試生物發(fā)育異常,微囊藻毒素對(duì)水體環(huán)境和人體健康的危害已成為全球關(guān)注的重大環(huán)境問(wèn)題之一。微囊藻毒素具有水溶性和耐熱性,加熱煮沸都不能將毒素破壞,自來(lái)水處理工藝的混凝沉淀、過(guò)濾、加氯、氧化、活性炭吸附等也不能將其完全去除。微囊藻毒素易溶于水、甲醇或丙酮,不揮發(fā),抗pH變化,其化學(xué)性質(zhì)相當(dāng)穩(wěn)定,自然降解過(guò)程十分緩慢。微囊藻毒素在去離子水中可保持穩(wěn)定狀態(tài)長(zhǎng)達(dá)27天,在滅菌的河水中可保持穩(wěn)定12天,而在普通河水中可穩(wěn)定7天。
隨著濃縮、富集、分離方法和儀器技術(shù)的進(jìn)步,定量分析微囊藻毒素的方法也在不斷進(jìn)步,且應(yīng)用越來(lái)越廣泛。液質(zhì)聯(lián)用法(LC-MS)以液相色譜為分離系統(tǒng),質(zhì)譜為檢測(cè)系統(tǒng)。微囊藻毒素樣品在質(zhì)譜部分和流動(dòng)相分離,被離子化后,經(jīng)質(zhì)譜的質(zhì)量分析器將離子碎片按質(zhì)量數(shù)分開(kāi),經(jīng)檢測(cè)器得到質(zhì)譜圖[1]。所以只要知道相對(duì)分子質(zhì)量,就可以對(duì)樣品進(jìn)行精確的定量檢測(cè)?!兜乇硭h(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)中規(guī)定了微囊藻毒素LR的標(biāo)準(zhǔn)限值為1 μg/L,本文采用固相萃取對(duì)水樣進(jìn)行富集,超高效液相色譜-三重四級(jí)桿質(zhì)譜對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行定量分析,檢出限能夠滿(mǎn)足地表水標(biāo)準(zhǔn)限值。
超高效液相色譜-三重四級(jí)桿質(zhì)譜儀(Waters premier,Waters公司);全自動(dòng)固相萃取儀;HLB固相萃取柱;Caliper樣品自動(dòng)濃縮儀。
甲醇(美國(guó)Fisher試劑公司色譜純?cè)噭?;甲酸(美?guó)Fisher公司色譜純);微囊藻毒素LR的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)批號(hào)是ALX-350-043 L29994,該標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)含量為100 μg;微囊藻毒素RR的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)批號(hào)是ALX-350-012 L29995,該標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)含量為100 μg。
1.2.1 柱活化及條件化
先用15 mL甲醇活化柱子,再用15 mL水移去活化試劑。柱活化及條件化流速為5.0 mL/min。
1.2.2 上樣
設(shè)定上樣體積為505 mL(水樣500 mL+5 mL甲醇,設(shè)定多的體積是為了保證上樣瓶里的水樣能夠完全進(jìn)樣),以5.0 mL/min的流速使水樣全部通過(guò)HLB柱,上樣結(jié)束后用15 mL 5%甲醇水以5.0 mL/min沖洗柱子,去除水溶性干擾物。吹氮?dú)?5分鐘使HLB柱徹底干燥。
1.2.3 洗脫
用10 mL甲醇洗脫HLB柱,收集洗脫液,洗脫劑流速為1.0 mL/min。
1.2.4 濃縮
用甲醇沖洗收集管,將洗脫液合并后,在Caliper樣品自動(dòng)濃縮儀上濃縮到0.5 mL,再加入1.5 mL 50%甲醇水進(jìn)行溶劑置換,最后定容至1.0 mL,供超高效液相色譜——三重四級(jí)桿質(zhì)譜測(cè)定。
液相色譜條件:色譜柱,ACQUITY UPLC BEH C18(1.7 μm 2.1×50 mm);柱溫40 ℃;流動(dòng)相采用甲醇和0.1%甲酸水溶液[2];等度洗脫;流速0.40 mL/min;進(jìn)樣量10 uL。
質(zhì)譜條件:電噴霧正離子模式(ESI+);質(zhì)譜多反應(yīng)監(jiān)測(cè)(MRM)方式定量。
選擇了C18柱、活性炭小柱、HLB小柱進(jìn)行分析,結(jié)果表明只有HLB小柱能滿(mǎn)足需要,其他2種柱子的回收率都比較低。因此確定用HLB柱來(lái)富集水中的微囊藻毒素。
色譜柱的選擇:比較了兩種色譜柱,分別是C18色譜柱[3](1.7 μm 2.1×50 mm),T3色譜柱(1.8 μm 2.1×50 mm)。實(shí)驗(yàn)表明,C18色譜柱對(duì)微囊藻毒素有較好的柱效,因此選擇了C18色譜柱。
用1 mL甲醇分別溶解LR和RR標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)粉末,配成100 μg/mL標(biāo)準(zhǔn)溶液。用移液槍分別移取100 μL標(biāo)準(zhǔn)溶液到10 mL容量瓶,用純甲醇定容至刻度線,配成1 000 μg/L的LR和RR標(biāo)準(zhǔn)混合使用液。
用移液槍移取標(biāo)準(zhǔn)混合使用液50 μL、80 μL、100 μL、150 μL、200 μL至waters進(jìn)樣瓶,用50%甲醇水定容到1.0 mL,制作低濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線,結(jié)果如表1。
表1 微囊藻毒素-LR和微囊藻毒素-RR標(biāo)準(zhǔn)曲線及測(cè)定結(jié)果
用移液槍移取標(biāo)準(zhǔn)混合使用液200 μL、250 μL、300 μL、400 μL、500 μL、600 μL至waters進(jìn)樣瓶,用50%甲醇水定容到1.0 mL,制作高濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線,結(jié)果如表2。
表2 微囊藻毒素-LR和微囊藻毒素-RR標(biāo)準(zhǔn)曲線及測(cè)定結(jié)果
在測(cè)定檢出限時(shí),最少測(cè)定七個(gè)重復(fù)的低濃度加標(biāo)樣品,加標(biāo)的濃度要適宜,一般為預(yù)期值的3~5倍,再根據(jù)測(cè)定結(jié)果計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)偏差,以3.143倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差作為方法檢出限。
本方法分別用七個(gè)0.10 μg/L的500 mL模擬水溶液進(jìn)行平行試驗(yàn),結(jié)果如表3。微囊藻毒素-LR的檢出限為0.017 μg/L,微囊藻毒素-RR的檢出限為0.060 μg/L。
表3 微囊藻毒素-LR和RR方法檢出限結(jié)果
2.5.1 精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果
配制濃度為0.16 μg/L和0.9 μg/L的微囊藻毒素LR和RR模擬水溶液,進(jìn)行精密度試驗(yàn),結(jié)果如表4。結(jié)果表明,高、低濃度的微囊藻毒素模擬水溶液的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于10%,能夠滿(mǎn)足地表水水質(zhì)分析的需要。
表4 微囊藻毒素-LR和RR的精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果(μg/L)
2.5.2 回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果
取純水樣品,加入不同體積的微囊藻毒標(biāo)準(zhǔn)溶液,形成高、低濃度的加標(biāo)樣品,按實(shí)驗(yàn)步驟分別進(jìn)行6次測(cè)定,結(jié)果見(jiàn)表5。結(jié)果表明,微囊藻毒素-LR的加標(biāo)回收率范圍為70.5%~76.1%,微囊藻毒素-RR的加標(biāo)回收率范圍為72.8%~87.5%。
表5 微囊藻毒素-LR和RR加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果
利用HLB小柱對(duì)水樣中的微囊藻毒素進(jìn)行富集凈化,用甲醇和甲酸為流動(dòng)相,通過(guò)優(yōu)化前處理及檢測(cè)條件,用超高效液相色譜-三重四級(jí)桿質(zhì)譜檢測(cè)地表水中微囊藻毒素,該方法避免衍生等繁瑣步驟,方法靈敏度高,能夠滿(mǎn)足實(shí)際工作需求。在50-600 μg/L范圍內(nèi),有很好的線性相關(guān)性,微囊藻毒素LR方法的檢出限為0.017 μg/L,能夠滿(mǎn)足我國(guó)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中微囊藻毒素LR的濃度限值檢測(cè)要求。