揭秘!全自动样品净化浓缩仪如何精准测定水中全氟化合物残留
全氟化合物(PFCs)作为一类持久性有机污染物,表现出高毒性、生物累积性和远距离迁移性,已被多国列为重点监测对象。本研究基于《HJ1333-2023 水质 全氟辛基磺酸和全氟辛酸及其盐类的测定 同位素稀释/液相色谱-三重四极杆质谱法》及《DB32/T4004-2021 水质 17种全氟化合物的测定 高效液相色谱串联质谱法》,采用睿科 SPEVA 08N全自动样品净化浓缩仪,建立了水中17种全氟化合物的固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱(SPE-UPLC-MS/MS)分析方法。该方法通过优化前处理流程和仪器参数,实现了水样中目标物的高效富集与准确测定,加标回收率为 77.3%-120.6%,相对标准偏差(RSD)≤12.5%,适用于地表水、地下水中痕量全氟化合物的快速检测。
1. 仪器与耗材
1.1 睿科产品支撑
全自动样品净化浓缩仪:SPEva 08N (PFC)
1.2 试剂与耗材
试剂:甲醇(色谱纯)、乙酸铵(色谱纯)、氨水(ω=25%,优级纯)
标准物质:全氟丁酸(PFBA)、全氟戊酸(PFPA)、全氟辛酸(PFOA)等 17种目标化合物及内标(13C 标记)
固相萃取柱:WAX(500 mg, 6 mL)
滤膜:0.22 μm 醋酸纤维滤膜(有机系滤膜,聚丙烯外壳)
色谱柱:填料粒径为1.8 μm、柱长100 mm、内径2.1 mm的C18反相色谱柱
2. 样品制备
2.1 水样处理
取 1 L 水样,按需加入适量标液。
2.2 固相萃取流程
活化:依次用 6 mL 2% 氨水-甲醇溶液、7 mL 甲醇和 10 mL 超纯水活化固相萃取柱。
上样:以 8 mL/min 流速加载水样1L。
淋洗:用 5 mL 25 mmol/L 乙酸铵溶液(pH=4)和 12 mL 超纯水淋洗。
干燥:在40psi的氮气下吹扫 25 分钟。
洗脱:采用甲醇和2%氨水甲醇慢速浸泡洗脱SPE柱(1ml/min-2ml/min),合并洗脱液待浓缩。
浓缩:在水浴50℃条件下,使用0.8L/min的氮气吹至0.5ml左右。
2.3 定容
将浓缩好的样品,加入适量内标,用甲醇定容至1ml,混匀,转移至聚丙烯进样瓶中。
3. 检测条件
3.1 液相色谱参考条件
流动相A:甲醇。
流动相B:2 mmol/L乙酸铵水溶液。
梯度洗脱程序参见下表
运行时间:20 min。
流速:0.3 mL/min。
柱温:40 ℃。
进样量:2 μL
3.2 质谱条件
离子源:电喷雾电离(ESI-)
扫描模式:多反应监测(MRM)
源温度:150℃
脱溶剂温度:500℃
脱溶剂气流量:1000L/h
碰撞气流量:50L/h
毛细管电压:2.0 kV
4. 结果与讨论
4.1 方法验证
为了验证该方法的回收率,本实验向实际样品(1000 mL)加入全氟类化合物标准品进行加标回收验证(n=8),加标浓度水平为20ng/l,如表所示,加标回收率为77.3%-120.6%,相对标准偏差(RSD):3.3%-12.5%。
4.2 空白验证
使用1L纯水空白样品在加标实验开始前使用方法进行处理;加标实验完成后立即在相同通道同样使用1L纯水空白样品再次验证仪器空白,两次目标化合物均小于检出限,未检出。
5. 注意事项
水样pH调节:在进行长链全氟化合物分析时,建议将水样pH值控制在6至7.0范围内,以确保目标分析物的有效吸附。
固相萃取柱活化:固相萃取柱的活化过程必须彻底,以防止柱效降低。
水样过柱富集:上样流速需要尽可能控制在5ml/min-10ml/min,特别是使用150mg的填料时,对于短链全氟化合物需要降低流速进而提高回收率。
样品间交叉污染控制:由于全氟化合物的特殊性,其容易在样品瓶、上样管线区域存在粘附问题;如全氟化合物的羧酸会与玻璃瓶壁的硅羟基产生静电吸引力,造成部分物质容易粘附造成残留。因此对于样品间需要增加清洗步骤,进而降低交叉污染风险。
6. 方案优势
高效自动化:SPEva08N型全自动样品净化浓缩仪具备八通道同步处理能力,每批次固相萃取富集能够连续处理最多80个样品,可实现了48个样品的同时浓缩,显著提升了处理效率并实现了样品处理过程的无人化。
低污染设计:设备采用的接触材料均为聚醚醚酮(PEEK)和聚丙烯(PP)材质,满足国家和地方标准对于管线材质的要求,有效降低了样品处理过程中的本底干扰,保证了分析结果的准确性。
喷淋样品瓶功能:仪器集成自动化喷淋润洗功能,可自动完成瓶壁的润洗冲刷,显著减少了易粘附化合物(全氟化合物,塑化剂,高氯化合物,PAHs等)在样品瓶及管路中的粘附,从而提高了待测物的回收率和样品分析的可靠性。