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使用 GC/MS/MS 分析飲用水中的亞硝胺類化合物
閱讀：881 發布時間：2020-11-11摘要： Eurofins Eaton Analytical-安捷倫方法 521.1（EEA-安捷倫方法 521.1）以使用電子電離 (EI) 模式下的三重四極桿 GC/MS (GC/MS/MS) 對飲用水中亞硝胺類化合物進行的多實驗室研究為基礎開發而來1 。目前，離子阱 GC/MS (GC/IT) 是美國國家環境保護局 (EPA) 方法 521 推薦的技術，但該技術現已過時。只要樣品前處理步驟不變，EPA 也可采用其他檢測方法。在 EPA 方法 521 中，對分析物添加 N-亞硝基嗎啉 (NMOR) 進行研究。研究分為兩個階段。在第 I 階段，實驗室 A 證明與經過批準的 GC/IT 相比，GC/MS/MS 能夠獲得更低的低濃度小報告限值 (LCMRL) 和檢測限 (DL)。GC/MS/MS 還具有更少的進樣量和更短的分析時間。對大量實際樣品中的亞硝胺類化合物進行分析后發現，GC/MS/MS 與 GC/IT 呈現了良好的相關性。在第 II 階段中，實驗室 A 萃取 LCMRL 樣品 (32) 并分發至實驗室 B 與實驗室 C，分別采用 Agilent 7010 和 7000 GC/MS/MS 系統進行驗證。7010 和 7000 GC/MS/MS 的結果均優于方法 521 中的 LCMRL 和 DL 要求。獲得的線性校準曲線 R2 > 0.99。方法性能經過三個不同實驗室的驗證并獲得了 EPA 對方法等效性的書面批準。
前言亞硝胺類化合物，特別是亞硝基二jia胺 (NDMA)，是存在于飲用水中的污染物，這類物質對健康的潛在威脅引發了環保團體的關注2 。工業來源污染（如火箭燃料生產中產生的直接污染物）將產生高濃度的 NDMA。此外，NDMA 也是飲用水和廢水進行氯化、氯胺化和臭氧化消毒的副產物3 。EPA 方法 521 (2005) 是一種測定飲用水中亞硝胺類化合物的方法4 。GC/IT 是方法 521 中使用的儀器，但這項技術已經過時。EPA 地下水和飲用水辦公室 (OGWDW) 考慮在不改變樣品前處理指南和靈敏度標準的前提下，替換為其他檢測技術。
EEA-安捷倫方法 521.1 使用三重四極桿 GC/MS (GC/MS/MS) 作為替代技術進行開發，并經過了兩部分的研究。在研究第 I 階段，實驗室 A 比較了 GC/IT 與 GC/MS/MS 的性能。在第 II 階段中，實驗室 A 將樣品萃取物分發給實驗室 B 和實驗室 C，按照 EPA 方案采用 GC/MS/MS 進行三實驗室驗證研究。使用 GC/MS/MS 對方法 521 中列出的亞硝胺類化合物以及其他 NMOR（表 1）進行了 LCMRL 與 DL 評估4 。7010 和 7000 GC/MS/MS 系統分別配備了高效離子源 (HES) 和 Extractor 離子源。 7010 HES 是一種全新設計的離子源，產生的離子是 7000 Extractor 離子源的 20 倍，靈敏度大大提高（圖 1）。在第 II 階段中對這兩種離子源進行研究，以確定滿足方法 521 中的 LCMRL 和 DL 要求是否需要 HES。
本應用簡報將介紹 EEA-安捷倫方法 521.1 的開發，該方法利用 GC/MS/MS 技術以電子電離 (EI) 模式代替方法 521 中的 CI 模式，對飲用水中的亞硝胺類化合物進行測定。方法 521 中與樣品前處理和質量控制相關的程序和指南不發生改變4 。
實驗部分樣品前處理樣品前處理的詳細說明見 EEA-安捷倫方法 521.11,4。將水樣通過含椰殼活性炭的固相萃取 (SPE) 柱，萃取出分析物和替代物，并用二氯甲烷洗脫。將二氯甲烷萃取液濃縮致干，之后添加內標。使用 GC/MS/MS 或 GC/IT 對樣品組分進行分離、鑒定和分析。 GC/MS/MS 系統 Agilent 7010 GC/MS/MS 和 7000 GC/MS/MS 系統各包含一臺 Agilent 7890 氣相色譜儀 (GC)，分別配備 7010 和 7000 三重四極桿質譜檢測器。兩臺系統均配備 7693 自動液體進樣器 (ALS) 和多模式進樣口 (MMI)。不同實驗室間的進樣口溫度與參數互不相同。 • 實驗室 A 采用不分流程序升溫進樣 • 實驗室 B 采用不分流恒溫進樣 • 實驗室 C 采用脈沖不分流恒溫進樣表 2–4 分別列出了進樣器、GC 和 MSD 參數。表 5 列出了所有亞硝胺類化合物分析的多反應模式 (MRM) 離子對以及佳碰撞能量。
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結論 EEA-安捷倫方法 521.1 提供了一種用于飲用水中亞硝胺類化合物分析的流程，本方法使用 GC/MS/MS 技術代替了經批準但已過時的 GC/IT 技術。在對實際水樣進行分析和校準時，GC/MS/MS 和 GC-IT 表現了良好的相關性。如分發樣品組的實驗室間驗證研究結果所示，7010 和 7000 GC/MS/MS 系統可輕松滿足 LCMRL 和 DL 要求，且進樣量更低、分析時間更短，并對分析物實現基線*分離。GC/MS/MS 方法穩定，襯管選擇和參數設置靈活，可以滿足 LCMRL 和 DL 要求。基于這些數據，EPA 已經正式批準使用該方法代替 GC/IT 進行亞硝胺類化合物的分析1 。