CN102998388A

CN102998388A - 一种水中痕量非甾体抗炎药的检测方法

Info

Publication number: CN102998388A
Application number: CN2012104841736A
Authority: CN
Inventors: 段艳平; 陈玲; 温智皓; 孟祥周; 张吉营; 赵梦
Original assignee: Tongji University
Current assignee: Tongji University
Priority date: 2012-11-26
Filing date: 2012-11-26
Publication date: 2013-03-27

Abstract

本发明涉及一种水样中痕量非甾体抗炎药的检测方法。该方法将水样过滤，得到预处理后的水样；固相萃取柱预先用甲醇和去离子水活化后，将预处理后的水样通过活化后的固相萃取柱；再以含5%甲醇的水溶液净化洗去杂质；将柱子抽真空15~20min完全脱水后，用甲醇溶液洗脱目标物；然后用高效液相色谱串联质谱进行定性和定量分析。本发明萃取溶剂用量小，可用于大体积水样中痕量目标药物的高效富集（富集倍数可达1000倍），分析速度快，检测限低至5ng/L，准确度和灵敏度高，是一种适用于污水、地表水和饮用水等不同水样中痕量非甾体抗炎药的快速、灵敏、准确的分析方法。

Description

一种水中痕量非甾体抗炎药的检测方法

技术领域

本发明属于环境保护和水处理技术领域，涉及一种测定实际环境水体中痕量非甾体抗炎药的方法。

背景技术

水环境中药物残留问题已引起国内外广泛关注，成为当前环境领域的研究热点。药物的大量使用及滥用，使得该类物质及其活性组分被持续不断地输入到水体环境中，药物的特性（旋光性、半挥发性、极性及高毒性等点）和水体环境自身存在的演变规律决定了这些物质将在水体环境中进行持续不断地长距离迁移扩散，并形成普遍性累积，其归趋的不确定性给人类健康形成了不可预测的潜在风险。

近年来，我国关于水体中药物的污染研究主要集中在抗生素方面，而对另一大类的非处方药（如非甾体抗炎药（NSAIDs））的相关研究较少涉及。NSAIDs类药物主要包括阿司匹林、布洛芬、萘普生、双氯酚酸、酮洛芬、苯扎贝特等，该类药物具有抗炎、抗风湿、止痛、退热和抗凝血等作用，在临床上广泛用于骨关节炎、多种发热和各种疼痛症状的缓解。目前，我国非甾体抗炎药在风湿及类风湿性关节炎用药中一直占据主导地位，其用量远远高于其它类药物。未被完全吸收、利用的这些药物及其代谢物将通过尿液、粪便排泄等途径进入城市污水处理厂。而研究表明，污水处理厂现有处理技术不能有效去除该类药物，导致这些亲水性药物，源源不断输入环境水体中并形成普遍性累积，能够长期作用于水生态系统，对水环境产生潜在威胁，同时造成水体污染，进而直接或间接影响饮用水质量，危害人体健康。为此，建立环境水体中非甾体抗炎药的分析方法，对污水处理系统中该类药物的控制和生态风险评价，具有重要意义。

目前，国内在非甾体抗炎药生产过程中的质控分析、食品中残留分析方面常有报道；但因环境水体中非甾体抗炎药浓度低、分析难度高，研究报道甚少。因此，研究建立一种适用于分析复杂水样中痕量非甾体抗炎药的检测方法十分迫切。

发明内容

针对目前水样中非甾体抗炎药分析方法缺乏的现状，本发明的目的在于提供一种适合不同水样（污水、地表水或饮用水）中痕量非甾体抗炎药的快速、灵敏、准确的分析检测方法，以实现复杂水样中痕量非甾体抗炎药的萃取、净化和测定。

本发明的技术方案如下：

（1）水样预处理

将水样通过0.7 μm的玻璃纤维滤膜过滤后，用2 mol/L盐酸或氢氧化钠溶液调节pH值至4左右，得到预处理后的水样。

（2）固相萃取

① 将固相萃取柱(C18) 依次用5 mL甲醇和3 mL去离子水（pH<4）活化后，得到活化后的固相萃取柱；

② 将一定体积的预处理水样（污水：200 mL; 地表水或饮用水：500 mL）以5~10 mL/min的速度通过活化后的固相萃取柱后，用3~5 mL 含5%甲醇的水溶液淋洗固相萃取柱，净化去除杂质，废弃淋洗液；

③将净化后的固相萃取柱真空抽干15~20min后，用3×1mL的甲醇溶液洗脱，控制流速为0.5~1 mL/min，收集洗脱液；

④将收集的洗脱液在室温氮气流下吹至近干，然后用含有0.1%乙酸的甲醇溶液定容至0.5 mL，用0.22 μm的有机相针孔滤膜过滤后，得到待测样品。

（3）高效液相色谱串联质谱检测

采用高效液相色谱-串联质谱检测系统对样品进行测定。

① 色谱条件：

色谱柱：Agilent Eclipse XDB C₁₈反相柱（(150 mm × 2.1 mm, 5μm)；流动相A：甲醇，B: 含0.1%乙酸的去离子水溶液; 梯度洗脱程序为：75 % A保持5 min，然后在5min内将A线性增加至90 %并保持5 min，随后在5 min内降低A至75 %，保持5 min。流速：300 μL/min; 进样体积：10μL; 柱温：30℃。

② 质谱条件：

离子源：电喷雾负离子化（ESI）源；检测模式：负离子模式检测；离子喷射电压：-4500V；温度：450℃；扫描方式：多重反应监测（MRM）；毛细管电压：3000V。气帘气体N₂压力：20psi；碰撞气体N₂压力：Medium。

所述的步骤（3）中仪器测定值为本测定方法通过浓缩得到的水样中非甾体抗炎药的浓度，水样中非甾体抗炎药的实际浓度为仪器测定值除以富集倍数(见公式1所示)。采用外标法进行定量。

Figure 2012104841736100002DEST_PATH_IMAGE001

（1）

其中，C_si为水样中某非甾体抗炎药的实际浓度；

C_i为某非甾体抗炎药的仪器测定值；

N 为富集倍数（污水样品为400，地表水或饮用水样品为1000）。

本发明中，所述的非甾体抗炎药包括酮洛芬、萘普生、双氯芬酸和布洛芬。

本发明中，步骤(1)中采用2 mol/L盐酸或氢氧化钠溶液调节水样的pH值。

本发明的有益效果：

本发明建立了一种固相萃取——高效液相色谱串联质谱的方法测定复杂水样中痕量非甾体抗炎药含量的方法。在本发明的条件下，固相萃取不但浓缩了待测目标物，同时净化了样品中的基质干扰，有利于复杂水样的测定。

本发明萃取溶剂用量小，可用于大体积水样中痕量目标药物的高效富集（富集倍数可达1000倍），检测限低至5 ng/L，准确度和灵敏度高。适用于污水、地表水、地下水和饮用水等不同水样中痕量非甾体抗炎药的分析。

本发明分析速度快，平均单个水样预处理过滤、萃取、净化、浓缩、定容和测定及数据处理累计时间为2.5～3小时。

本发明的预处理及固相萃取方法还适用于水样中与非甾体抗炎药化学性质相似的其他药物（如降血脂药氯贝酸）的测定。

附图说明

图1为本发明实施例1中地表水加标（500 ng/L）水样中非甾体抗炎药（酮洛芬、萘普生、双氯芬酸和布洛芬）的色谱图。

图2为本发明实施例2中污水加标（500 ng/L）水样中非甾体抗炎药（酮洛芬、萘普生、双氯芬酸、布洛芬）和降血脂药（氯贝酸）的色谱图。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明。

实施例 1

运用本发明对某市某河流水样中的非甾体抗炎药进行分析。

（1）水样预处理：用0.7μm的玻璃滤膜将水样进行过滤（Whatman, Maidstone, England）后，取500 mL过滤后的水样，用2 mol/L盐酸或氢氧化钠溶液调节pH值为3.8，得到预处理水样。

（2）固相萃取：用Supelco公司生产的 ENVI-18小柱为固相萃取柱。依次用5 mL甲醇和3 mL 去离子水（pH=4）对ENVI-18固相萃取柱进行淋洗，得到活化后的固相萃取柱。将预处理后的水样中加入200 ng回收率指示物(涕丙酸)后，以10 mL/min的速度通过活化后的固相萃取柱，然后以 5 mL 5%的甲醇水溶液淋洗固相萃取柱，净化洗去杂质；将固相萃取柱抽真空约15 min后，用3×1mL的甲醇洗脱，控制流速为 1 mL/min，收集洗脱液；将收集的洗脱液在温和的氮气流下吹至近干，然后用含有0.1%乙酸的甲醇溶液定容至0.5 mL，用0.22 μm的有机相针孔滤膜过滤后，得到待测样品。

液相色谱-串联质谱检测：采用高效液相色谱-串联质谱检测系统(HPLC-MS/MS，API4000，Thermo Fisher Scientific, USA)对样品进行测定。

（a）色谱条件：

（b）质谱条件：

离子源：电喷雾负离子化（ESI）源；检测模式：负离子模式检测；离子喷射电压：-4500V；温度：450℃；扫描方式：多重反应检测（MRM）；毛细管电压：3000V。气帘气体N₂压力：20psi；碰撞气体N₂压力：Medium。酮洛芬、萘普生、双氯芬酸的碰撞能均为10eV，布洛芬的碰撞能为20eV；离子通道：酮洛芬为252.9＞209；萘普生为228.9＞170/185；双氯芬酸为294＞214/249；布洛芬为205＞161/175。

按上述固相萃取和液相色谱-串联质谱分析标样和测试样品，根据各标样色谱图的峰面积与相应的标样浓度的关系绘制工作曲线，将从测试样品色谱图上得到的峰面积在工作曲线上回归，计算测试样品中酮洛芬、萘普生、双氯芬酸和布洛芬的浓度。每个样品平行测定3次，结果取平均值。附图1为地表水加标水样的色谱图。表1为地表水加标水样中的测定结果。

表1 地表水加标水样中的测定结果(加标量为 500ng/L)

Figure 2012104841736100002DEST_PATH_IMAGE003

实施例 2

运用本发明对某市某污水处理厂进水中的非甾体抗炎药和降血脂药（氯贝酸）进行分析。

（1）水样预处理：用0.7μm的玻璃滤膜将水样进行过滤（Whatman, Maidstone, England）后，取200 mL过滤后的水样，用2 mol/L盐酸或氢氧化钠溶液调节pH值为4.3，得到预处理水样。

（2）固相萃取：用Supelco公司生产的 ENVI-18小柱为固相萃取柱。依次用5 mL甲醇和3 mL 去离子水（pH=4）对ENVI-18固相萃取柱进行淋洗，得到活化后的固相萃取柱。将预处理后的水样中加入200 ng回收率指示物(涕丙酸)后，以8 mL/min的速度通过活化后的固相萃取柱，然后以4 mL 5%的甲醇水溶液淋洗固相萃取柱，净化洗去杂质；将固相萃取柱抽真空约20 min后，用3×1mL的甲醇洗脱，控制流速为0.8 mL/min，收集洗脱液；将收集的洗脱液在温和的氮气流下吹至近干，然后用含有0.1%乙酸的甲醇溶液定容至0.5 mL，用0.22 μm的有机相针孔滤膜过滤后，得到待测样品。

（a）色谱条件：

色谱柱：Agilent Eclipse XDB C₁₈反相柱（(150 mm × 2.1 mm, 5μm)；流动相A：甲醇，B: 含0.1%乙酸的去离子水溶液; 梯度洗脱程序为：75 % A保持5 min，然后在5 min内将A线性增加至90 %并保持5 min，随后在5 min内降低A至75 %，保持5 min。流速：300 μL/min; 进样体积：10μL; 柱温：30℃。

（b）质谱条件：

离子源：电喷雾负离子化（ESI）源；检测模式：负离子模式检测；离子喷射电压：-4500V；温度：450℃；扫描方式：多重反应检测（MRM）；毛细管电压：3000V。气帘气体N₂压力：20psi；碰撞气体N₂压力：Medium。酮洛芬、萘普生、双氯芬酸和氯贝酸的碰撞能均为10 eV，布洛芬的碰撞能为20 eV；离子通道：酮洛芬为252.9＞209；萘普生为228.9＞170/185；双氯芬酸为294＞214/249；布洛芬为205＞161/175；氯贝酸为 212.9>85/127。

按上述固相萃取和液相色谱-串联质谱分析标样和测试样品，根据各标样色谱图的峰面积与相应的标样浓度的关系绘制工作曲线，将从测试样品色谱图上得到的峰面积在工作曲线上回归，计算测试样品中酮洛芬、萘普生、双氯芬酸和布洛芬的浓度。每个样品平行测定3次，结果取平均值。附图2为污水厂出水加标水样（500 ng/L）的色谱图。所测得的污水处理厂进水样品中酮洛芬、萘普生、双氯芬酸、布洛芬和氯贝酸的浓度分别为34.9 ng/L、74.6ng/L、341 ng/L、1451ng/L和85.2 ng/L。

Claims

1.一种水中痕量非甾体抗炎药的检测方法，其特征具体步骤如下：

（1）水样预处理

将水样通过0.7 μm的玻璃纤维滤膜过滤后，调节溶液pH值至3.8-4.2，得到预处理后的水样；

（2）固相萃取

① 将固相萃取柱C18依次用5 mL甲醇和3 mL pH<4的去离子水活化后，得到活化后的固相萃取柱；

② 将步骤(1)所得预处理后的水样以5~10 mL/min的速度通过活化后的固相萃取柱后，用3~5 mL 含5%甲醇的水溶液淋洗固相萃取柱，净化去除杂质，废弃淋洗液；其中：污水：200 mL; 地表水或饮用水：500 mL；

③将净化后的固相萃取柱抽真空脱水15~20min后，用3×1mL含0.1%乙酸的甲醇溶液洗脱，控制流速为0.5~1 mL/min，收集洗脱液；

④将收集的洗脱液在室温氮气流下吹至近干，然后用甲醇溶液定容至0.5 mL，用0.22 μm的有机相针孔滤膜过滤后，得到待测样品；

（3）高效液相色谱串联质谱检测

采用高效液相色谱-串联质谱检测系统对样品中非甾体抗炎药进行测定，通过浓缩得到水样中的非甾体抗炎药，水样中非甾体抗炎药的实际浓度为仪器测定值除以富集倍数，见公式1，采用外标法进行定量；

（1）

其中，C_si为水样中某非甾体抗炎药的实际浓度；

C_i为某非甾体抗炎药的仪器测定值；

N 为富集倍数，污水样品为400，地表水或饮用水样品为1000；

色谱条件：

色谱柱：Agilent Eclipse XDB C₁₈反相柱，尺寸为150 mm × 2.1 mm, 5μm；流动相A：甲醇，B: 含0.1%乙酸的去离子水溶液; 梯度洗脱程序为：75 % A保持5 min，然后在5min内将A线性增加至90 %并保持5 min，随后在5 min内降低A至75 %，保持5 min；流速：300 μL/min; 进样体积：10μL; 柱温：30℃；

质谱条件：

离子源：电喷雾负离子化源；检测模式：负离子模式检测；离子喷射电压：-4500V；温度：450℃；扫描方式：多重反应检测；毛细管电压：3000V，气帘气体N₂压力：20psi；碰撞气体N₂压力：Medium。

2.根据权利要求1所述的一种水中痕量非甾体抗炎药的检测方法，其特征在于所述的非甾体抗炎药包括酮洛芬、萘普生、双氯芬酸或布洛芬中一种以上。

3.根据权利要求1所述的一种水中痕量非甾体抗炎药的检测方法，其特征在于步骤(1)中采用2 mol/L盐酸或氢氧化钠调节溶液的pH值。