化工儀器網
技術文章
液質聯用儀方法測定水中的藥品和個人護理產品
閱讀：629 發布時間：2022-11-20建立了一種采用 Agilent 6460 三重串聯四極桿質譜（三重串聯質譜）和噴射流技術篩查和確認水樣中 84 種藥物和 23 個標記的標準品共 107 個組分的分析方法。該法可用于 EPA1694 規定的化合物和14種廢水中普遍存在藥物的檢測。與 Agilent 6410A 三重串聯四極桿質譜得到的結果相比，6460 的檢測限降低 10 到 100 倍。同時，該方法采用 1.8 µm 粒徑的色譜柱，可實現快速分離和分辨，從而獲得與 EPA1694 方法相當或更好的分離效果。本方法中，根據不同藥物的極性和提取方法，采用了 4 種不同的色譜梯度和液相條件。本文色譜條件實驗表明，4 個梯度條件可統一為兩個色譜條件，保證不降低測定的靈敏度和準確度，并且總分析時間可從 90 分鐘減少到 30 分鐘。用該方法分析處理過的廢水，可鑒定出含量低至 1 ng/L 的 5 種不同藥物。由于其靈敏度和檢出限，這種新的噴射流技術成為一種用于水和廢水中藥物分析的非常有價值的新工具。
引言過去 20 年來，對環境中新污染物的檢測，一直是科學家們研究的重點。特別是在過去十年，藥物成為一類備受關注的待測污染物。在醫藥和個人護理用品 (PPCPs) 領域，有一個 EPA 方法（盡管尚未廣為人知）用于這些目標物的檢測，即 2007 年 12 月公布的 EPA1694 方法 [1]。標準的 EPA 方法流程中，將水樣經過固相萃取(SPE) 后采用串聯質譜進行 LC/MS 分析，對每個化合物使用一對躍遷離子監測。最近我們出版的一個應用報告對 EPA 1694 方法進行了改進，對每個化合物使用兩對躍遷離子進行監測，并將其作為標準分析方法，而且采用的所有安捷倫色譜柱都滿足 EPA 色譜條件 [2]。本應用報告采用具有噴射流技術的 Agilent 6460 LC/MS 三重串聯質譜介紹了針對 EPA 方法的最新安捷倫解決方案。用該方法分析的化合物數增加了 14 個，其中不僅包括在 EPA1694 方法包括的標準分析物（包括 74 種分析物中的 70 種 – 另外 4 個不適用），而且還包括 14 常見的藥品和 23 種標記內標共 107 個化合物。盡管化合物數量增加了，但由于被分析物分類從 4 組減小到 2 組，色譜分析過程縮短了。此外，分析時間從 90 分鐘縮短到不超過30 分鐘，同時對不同的被分析物靈敏度提高 10 至 100 倍。該方法是一個可普遍用于水中 PPCPs 分析的快速、靈敏的方法，同時可保持*高的分析標準以得到正確結果。
實驗部分樣品制備藥物標準品購自 Sigma（美國）。各個藥物標準品儲備液（約1000 µg/mL）根據化合物溶解性用純乙腈或甲醇配制，–18 ºC 保存。工作液由儲備液用乙腈和水稀釋。廢水樣品采自博爾德克里克 (Boulder, CO) 的一個排污口，用Oasis HLB 柱以改進的 EPA 方法提取。1 升水樣不調 pH，直接上樣到 500 mg 小柱，空氣干燥 10 分鐘后，用 8 mL 甲醇洗脫。將甲醇揮發至 1 mL，采用下述條件直接進行 LC/MS/MS 分析。將“空白”廢水提取物作為基質匹配的標準品用于方法驗證。將不同濃度藥物混合物（從 0.1 至 500 ng/mL 或 ppb）加入上述廢水提取物，隨后進行 LC/MS/MS 分析。采用噴射流技術的 Agilent 6460 的 LC/MS/MS 分析條件被分析物分成幾組（根據 EPA 樣本提取方法），根據標準 EPA 分析方法，每組化合物的色譜分離條件如下。
第 1 組化合物的 LC 條件-酸性提取，電噴霧正離子模式 (ESI +) 儀器條件色譜柱： Agilent ZORBAX Eclipse Plus C-18 窄徑柱，100 mm × 2.1 mm，3.5 µm，p/n 959793-902柱溫： 25 °C流動相： 含 0.1% 甲酸的 10% 乙腈 和 90% H2O流速： 0.2–0.3 mL/min梯度條件： t0 = 10% 乙腈，0.2 mL/mint5 = 10% 乙腈，0.2 mL/mint6 = 10% 乙腈，0.3 mL/mint24 = 60% 乙腈，0.3 mL/mint30 = 100% 乙腈進樣量： 15 µL第 2 組化合物的 LC 條件酸性提取，電噴霧正離子模式 (ESI +) 儀器條件色譜柱： Agilent ZORBAX Eclipse Plus C-18 窄徑柱，100 mm × 2.1 mm (3.5 µm)柱溫： 25 °C流動相： 10% 含 0.1% 甲酸的乙腈和 90% H2O流速： 0.2 mL/min梯度條件： t0 = 10% 乙腈t10 = 10% 乙腈t30 = 100% 乙腈進樣量： 15 µL第 3 組化合物的 LC 條件酸性提取，電噴霧負離子模式 (ESI -) 儀器條件色譜柱： Agilent ZORBAX Eclipse Plus C-18 窄徑柱，100 mm × 2.1 mm (3.5 µm)柱溫： 25 °C流動相： 含 0.1% 甲酸銨 (pH 5.5) 的 40% 甲醇 和 60% H2O流速： 0.2 mL/min梯度條件： t0 = 40% 甲醇t0.5 = 40% 甲醇t7 = 100% 甲醇進樣量： 15 µL第 4 組化合物的 LC 條件堿性提取，電噴霧正離子模式 (ESI +) 儀器條件色譜柱： Agilent ZORBAX Eclipse HILIC Plus 窄徑柱，100 mm × 2.1 mm (3.5 µm), p/n 959793-901柱溫： 25 °C流動相： 含 10 mM 乙酸銨 (pH 6.5) 的 95% 乙腈 和 5% H2O流速： 0.25 mL/min梯度條件： t0 = 95% 乙腈t9 = 70% 乙腈t15 = 70% 乙腈進樣量： 15 µL第 5 組化合物的 LC 條件EPA 1694 方法中未涉及的廢水中廣泛存在的其它化合物，電噴霧正離子模式(ESI +) 儀器條件。其它條件同第 1 組化合物。Agilent 6460 LC/MS/MS 噴射流條件載氣溫度： 250 °C載氣流速： 8 L/min噴霧器： 35 psi鞘氣溫度： 300 °C鞘氣流速： 10 L/minVcap： 4000 V噴嘴電壓： 0Delta EMV： 400 V
結果與討論LC/MS/MS 條件優化用三重串聯四極桿進行 LC/MS 方法開發通常包括兩個部分。第一步是優化每個被測藥物分子的裂解電壓，確保母離子的信號最大。一般使用質子化分子作為母離子。各個化合物分別用自動程序分析（安捷倫優化軟件），以檢查不同電壓時的裂解器。該數據可用作*佳裂解電壓，繼續優化各個化合物的裂解電壓確定定性和定量離子的碰撞能量。這些優化由軟件自動完成。碰撞能量在 5 V 到 45 V 之間變化。對每個離子的碰撞能量進行優化，選擇靈敏度最高的電壓進行后續分析。表 1A 到 1E 列出了 EPA 1694 方法分析的 PPCPs 名單中的化合物和另外 18 個化合物以及內標，同時給出了本研究中使用的優化 MRM 條件。
……
結論本研究結果表明，進行水中藥物分析時， Agilent 6410 和 6460三重四極桿質譜儀是可以用于高通量方法的強大的、靈敏的和可重復的儀器。采用噴射流技術可使 PPCPs 類化合物的檢測靈敏度提高 10 至 20 倍。這樣，就可將廢水由 1 L 濃縮至 1 mL，檢測ng/L 或 ppt，甚至更低濃度水平的 EPA 1694 方法中列出的化合物的日常分析。同時，將 MRMs 方法和快速分離結合起來可加快EPA 1694 方法中藥物分析的速度，從原來的 90 分鐘減少到約 30分鐘。最后，加入了 18 個常見藥物和內標使該方法可分析的總化合物個數達到了 107 個。