CN104535702A - 一种同时检测饮用水中多种痕量药物污染物的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种同时检测饮用水中多种痕量药物污染物的方法，先将水样膜过滤，加入乙二胺四乙酸二钠盐(Na₂EDTA)，调剂水样pH；依次用甲醇、Na₂EDTA溶液、超纯水活化HLB固相萃取小柱，水样过柱，之后对柱子抽干半小时，使用甲醇在重力条件下洗脱固相萃取小柱，使用氮吹仪将洗脱液吹干，加入初始流动相比例的溶液溶解残留物；使用高效液相色谱-质谱联用仪对药物即PPCPs目标物质进行定量检测。本发明检测的目标物质种类多，预处理方法易于操作、环境友好、浓缩倍数高，方法的重现性好。该方法具有适用范围广、灵敏度高、检测物质种类多等优点。

Description

一种同时检测饮用水中多种痕量药物污染物的方法

技术领域

本发明是关于水环境污染物的检测方法，具体涉及一种同时检测饮用水中7种痕量药物与个人护理品(PPCPs)的检测方法，即针对管网水中痕量布洛芬、酮基布洛芬、纳多洛尔、苯扎贝特、地尔硫卓、达舒平、氟西汀的检测方法。

背景技术

药物与个人护理品(PPCPs)是一类与人们日常生活联系密切的化合物，主要包括人类用药和兽药及其它化学消费品如化妆品、麝香类物质，还包括在药物及护理品生产和加工过程中使用的添加剂和惰性成分等，较常见的包括使用量较大的各类药物，例如抗菌杀菌使用的抗生素类药物、消炎止痛类药物、治疗癫痫类药物、调节血压类药物，清洁类用品，护肤类用品，遮光剂，显影剂等。随着人们生活水平的提高，各种药品和个人护理用品(PPCPs)使用越来越频繁，每年世界上都会消耗大量不同种类的PPCPs，它们能通过不同途径直接或间接地进入水环境中(如生活污水、地表水、地下水等各类水体)。污水处理厂由于大多不设置专门针对PPCPs的处理工艺而使得其排放进入环境中。尽管PPCPs的半衰期短，浓度低，然而PPCPs连续性输入使环境中PPCPs呈现出一种“假持续存在”的状态。PPCPs随污水处理厂出水进入受纳水体后，这就给地下和地表水体造成潜在的威胁，进而影响人类的饮用水安全。由于其含量极低，因此检测相对困难，建立简便、快速、准确检测水体中PPCPs的检测方法迫在眉睫。

饮用水中PPCPs的研究需建立精确度高、能同时测定多种PPCPs的分析方法，目前常用的分析方法有微生物法、气相色谱法、液相色谱法以及色质联用检测法。微生物法操作繁琐，并且难以定量。气象色谱法对于强极性、高沸点大分子以及热稳定性差的化合物，其分离效果往往不佳。色质联用检测法在近些年发展迅速，在化学分析中灵敏度较高，可以对痕量化合物进行定量检测。

目前针对水体环境中PPCPs的检测方法，大多检出限较高，不适于饮用水中痕量浓度水平PPCPs的检测。此外，其他大部分PPCPs的检测方法多集中于某一类物质的检测，检测目标物质种类单一、种数少，不利于全面了解饮用水中PPCPs的污染状况。

发明内容

本发明的目的，是克服现有技术的目标检测物质种类少、方法检出限高的缺点和不足，提供一种采用高效液相色谱—串联质谱对7种痕量PPCPs，即针对管网水中痕量布洛芬、酮基布洛芬、纳多洛尔、苯扎贝特、地尔硫卓、达舒平、氟西汀同时进行测定的方法，以适用于饮用水中痕量浓度PPCPs的检测。

本发明通过如下技术方案期予以实现。

一种同时检测饮用水中多种痕量药物污染物的方法，具有如下步骤：

(1)水样的前处理

采集水样后，向每升水样中加入2.5g抗坏血酸，淬去水样中的余氯；使用玻璃纤维膜过滤水样，去除水样中的悬浮物；再向每升水样中加入0.5g Na₂EDTA，络合水样中的金属离子；再使用盐酸调节水样pH为2；

(2)固相萃取

依次用甲醇、超纯水冲洗输水管，装上HLB固相萃取小柱，再依次利用6mL甲醇、6mLNa₂EDTA水溶液、6mL超纯水对固相萃取小柱进行活化；将步骤(1)中的水样过柱，水样完全通过后加入超纯水对小柱进行淋洗，使用真空泵对固相萃取小柱进行抽吸干燥，再用10mL甲醇作为洗脱剂在重力条件下对HLB固相萃取小柱进行洗脱，收集洗脱液在氮吹仪中吹干，加入25μm 2mg/L的¹³C₃标记的阿特拉津(Atrazine)作为内标，再用乙腈与0.1％质量浓度的甲酸水溶液按体积比为1:9混合，所得溶液对残留物进行复溶并定容至1mL；

(3)使用高效液相色谱-质谱联用技术对药物即PPCPs进行定量检测；

所测的PPCPs为布洛芬、酮基布洛芬、苯扎贝特、纳多洛尔、达舒平、地尔硫卓和氟西汀。

所述步骤(1)过滤水样使用的玻璃纤维膜的孔径为0.2μm。

所述步骤(2)中活化所用的Na₂EDTA水溶液的浓度为0.25g/L。

所述步骤(2)中水样过柱控制流速为5mL/min。

所述步骤(3)是采用液相色谱-质谱联用仪测定PPCPs的浓度。

所述步骤(3)中是采用Agilent1200液相色谱-Agilent6410B三重四级杆质谱仪测定PPCPs的浓度，其中：

色谱柱：Agilent ZORBAX Eclipse Plus C-18色谱柱—2.1mm×100mm，1.8μm；

Agilent6410B三重四级杆质谱仪的质谱条件如下：

电离方式：ESI(+)，离子源温度：100℃，毛细管电压：4000V，电喷雾器压力：35.0psi。

本发明的有益效果：通过采用高效液相色谱—串联质谱对7种痕量PPCPs，即针对管网水中痕量布洛芬、酮基布洛芬、纳多洛尔、苯扎贝特、地尔硫卓、达舒平、氟西汀同时进行测定，本发明检测方法操作简单易行，对目标化合物的选择性强，定量精确，灵敏度较高；另外，本方法富集倍数高、重现性好，对7种化合物能够同时分离测定。

附图说明

图1是本发明200ng/mL的7种PPCPs混合标准溶液的总离子图；

图2是苯扎贝特的定量子离子标准曲线图；

图3是布洛芬的定量子离子标准曲线图；

图4是达舒平的定量子离子标准曲线图；

图5是地尔硫卓的定量子离子标准曲线图；

图6是氟西汀的定量子离子标准曲线图；

图7是纳多洛尔的定量子离子标准曲线图；

图8是酮基布洛芬的定量子离子标准曲线图。

具体实施方式

本发明采用固相萃取-高效液相色谱-串联质谱法实现了对饮用水中多种痕量浓度水平PPCPs污染物的检测，实现了分离度好、目标检测物质种类多、灵敏度高、操作简单等优点。

本发明的检测方法如下：

(1)水样前处理

采得水样1L，立即加入2.5g的抗坏血酸，1L水样用美国颇尔公司(Pall Corporation)生产的0.2μm孔径的玻璃纤维滤膜过滤去除悬浮物，再加入0.5g Na₂EDTA，络合水样中的金属离子，再使用盐酸调节水样pH为2。

(2)固相萃取

依次使用甲醇、超纯水冲洗输水管。装上HLB固相萃取小柱(Waters公司生产)，依次利用6mL色谱纯甲醇、6mL 0.25g/L的Na₂EDTA水溶液、6mL超纯水对Waters公司生产的HLB固相萃取小柱(500mg，6cc)进行活化，以5mL/min的流速进行固相萃取，水样完全通过后立即向固相萃取小柱中加入6mL超纯水对小柱进行淋洗；于空气中将固相萃取小柱抽吸干燥30min，使用10mL甲醇在重力条件下对HLB固相萃取小柱进行洗脱，洗脱液收集于10mL圆底玻璃管中，洗脱液在40℃水浴条件下氮吹至近干，加入初始配比流动相【10％的乙腈/甲酸水(含0.1％甲酸)溶液】对残留物进行复溶，加入50ng ¹³C₃标记的阿特拉津(Atrazine)作为内标，定容待测。

(3)检测

利用Agilent1200液相色谱-Agilent6410B三重四级杆质谱仪测定PPCPs的浓度。

色谱柱：Agilent ZORBAX Eclipse Plus C-18色谱柱(2.1mm×100mm，1.8μm)；

Agilent1200液相色谱-Agilent6410B三重四级杆质谱仪质谱条件如下：

电离方式：ESI(+)，离子源温度：100℃，毛细管电压：4000V，电喷雾器压力35.0psi；检测模式：多反应监测(MRM)。

各目标PPCPs物质的质谱检测参数如下表所示：

MRM质谱参数：

其中，a表示为内标物，*表示为定量离子

(4)绘制标准曲线，以内标法定量测定

标准溶液的配制：用分析天平称取各种PPCPs标准品，用甲醇进行溶解，配制成浓度为1000mg/L的单标储备液(不能溶解于甲醇的PPCPs，用丙酮进行溶解)，取一定量的咖啡因和阿特拉津，以甲醇为溶配制成浓度分别为1.5mg/L和2mg/L的单标储备液，分别取一定量的各单标储备液，混合均匀后用甲醇稀释至2mg/L配制得混合标准溶液。采用乙腈和甲酸水(含有0.1％甲酸)以体积比1:9混合作为溶剂，对混合标准溶液进行稀释，最终配成浓度依次为0.1、1、15、50、200、500ppb的标准溶液，按照上述条件进行测定。以浓度之比为横坐标，各物质响应值与内标响应值之比为纵坐标进行回归，得到标准曲线，用于测定样品中的目标PPCPs污染物的含量。

(5)样品的测定及回收率计算

采集水样，采用步骤1和2对水样进行前处理和固相萃取，按照步骤3进行高效液相色谱-质谱检测，使用步骤4中的标准曲线，计算得到待测水样中目标PPCPs污染物的浓度。回收率：

$R=\frac{C_2\×V_2-C_1\×V_1}{C_s\×V_s}\×100\%$

R——回收率，％；

C₂——加标水样中PPCPs的浓度，ug/L；

C₁——空白水样中PPCPs的浓度，ug/L；

C_S——加入标准溶液的浓度，ug/L；

V₂——加入标准溶液水样体积，L；

V₁——空白水样体积，L；

V_S——标准溶液体积，L。

下面结合具体实施例对本发明的饮用水中PPCPs浓度的检测方法予以说明。

实施例1

(1)取1000mL超纯水，加入50μL 2mg/L的PPCPs混合标准溶液，混匀后加入0.5gNa₂EDTA，使用盐酸调节水样pH为2。

(2)固相萃取

依次用6mL色谱纯甲醇、6mL 0.25g/L的Na₂EDTA水溶液、6mL超纯水对HLB固相萃取小柱进行活化，以5mL/min的流速进行固相萃取，水样完全通过后立即向固相萃取柱中加入6mL超纯水对小柱进行淋洗；于空气中将固相萃取小柱抽吸干燥30min，使用10mL甲醇在重力条件下对HLB固相萃取小柱进行洗脱，洗脱液收集于10mL圆底玻璃管中，洗脱液在40℃水浴条件下氮吹至近干，加入初始配比流动相【10％的乙腈/甲酸水(含0.1％甲酸)溶液】对残留物进行复溶，加入25μL 2mg/L ¹³C₃标记的阿特拉津(Atrazine)作为内标，定容至1mL待测；

(3)用Agilent1200液相色谱-Agilent6410B三重四级杆质谱仪测定PPCPs的浓度。

图1为本实施例的PPCPs混合标准溶液的总离子色谱图。

内标法标准曲线的绘制：利用乙腈和甲酸水(含0.1％的甲酸)以1:9混合成的溶液将混标储备液稀释成浓度依次为0.1ppb、1ppb、15ppb、50ppb、200ppb、500ppb的混合标准溶液，加入25μL 2mg/L ¹³C₃标记的阿特拉津定容至1mL，用高效液相色谱-串联质谱进行测定，以物质浓度与内标浓度的比值为横坐标，各物质与内标阿特拉津响应值的比值作纵坐标进行回归，得到标准曲线，图2～图8为各物质的标准曲线图。

将超纯水加标水样的检测结果带入标准曲线方程中，计算得到待测水样中目标PPCPs的浓度值，并计算加标回收率，结果如表1所示。

表1(n＝6)

实施例2

取天津市某自来水厂供水管网的1000mL自来水水样，经过0.2μm的膜负压抽滤，检测步骤与实施例1相同，检测结果详见表2(布洛芬和酮基布洛芬无检出)。

表2(ng/L)

化合物	纳多洛尔	达舒平	地尔硫卓	氟西汀	苯扎贝特
						浓度	1.54	16.07	3.33	3.32	1.24

Claims (6)

1.一种同时检测饮用水中多种痕量药物污染物的方法，具有如下步骤：

(1)水样的前处理

采集水样后，向每升水样中加入2.5g抗坏血酸，淬去水样中的余氯；使用玻璃纤维膜过滤水样，去除水样中的悬浮物；再向每升水样中加入0.5g Na₂EDTA，络合水样中的金属离子；再使用盐酸调节水样pH为2；

(2)固相萃取

依次用甲醇、超纯水冲洗输水管，装上HLB固相萃取小柱，再依次利用6mL甲醇、6mLNa₂EDTA水溶液、6mL超纯水对固相萃取小柱进行活化；将步骤(1)中的水样过柱，水样完全通过后加入超纯水对小柱进行淋洗，使用真空泵对固相萃取小柱进行抽吸干燥，再用10mL甲醇作为洗脱剂在重力条件下对HLB固相萃取小柱进行洗脱，收集洗脱液在氮吹仪中吹干，加入25μm 2mg/L的¹³C₃标记的阿特拉津-Atrazine作为内标，再用乙腈与0.1％质量浓度的甲酸水溶液按体积比为1:9混合，所得溶液对残留物进行复溶并定容至1mL；

(3)使用高效液相色谱-质谱联用技术对药物即PPCPs进行定量检测；

所测的PPCPs为布洛芬、酮基布洛芬、苯扎贝特、纳多洛尔、达舒平、地尔硫卓和氟西汀。

2.根据权利要求1所述的一种同时检测饮用水中多种痕量药物污染物的方法，其特征在于，所述步骤(1)过滤水样使用的玻璃纤维膜的孔径为0.2μm。

3.根据权利要求1所述的一种同时检测饮用水中多种痕量药物污染物的方法，其特征在于，所述步骤(2)中活化所用的Na₂EDTA水溶液的浓度为0.25g/L。

4.根据权利要求1所述的一种同时检测饮用水中多种痕量药物污染物的方法，其特征在于，所述步骤(2)中水样过柱控制流速为5mL/min。

5.根据权利要求1所述的一种同时检测饮用水中多种痕量药物污染物的方法，其特征在于，所述步骤(3)是采用液相色谱-质谱联用仪测定PPCPs的浓度。

6.根据权利要求1所述的一种同时检测饮用水中多种痕量药物污染物的方法，其特征在于，所述步骤(3)中是采用Agilent1200液相色谱-Agilent6410B三重四级杆质谱仪测定PPCPs的浓度，其中：

色谱柱：Agilent ZORBAX Eclipse Plus C-18色谱柱－2.1mm×100mm，1.8μm；

Agilent6410B三重四级杆质谱仪的质谱条件如下：

电离方式：ESI(+)，离子源温度：100℃，毛细管电压：4000V，电喷雾器压力：35.0psi。