CN105158386A - 23种羟基化多溴联苯醚的全二维分离分析方法 - Google Patents
23种羟基化多溴联苯醚的全二维分离分析方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105158386A CN105158386A CN201510451436.7A CN201510451436A CN105158386A CN 105158386 A CN105158386 A CN 105158386A CN 201510451436 A CN201510451436 A CN 201510451436A CN 105158386 A CN105158386 A CN 105158386A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bde
- hydroxyl
- hydroxylation
- biphenyl ether
- ether
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开了23种羟基化多溴联苯醚的全二维分离分析方法，采用超高压液相色谱与离子淌度质谱联用的方法，构建了羟基化多溴联苯醚的全二维分离分析体系，实现了复杂目标化合物体系的有效分离和精准测定，所述方法包括超高压液相色谱条件和离子淌度质谱条件的优化。本发明全二维分离分析羟基化多溴联苯醚的方法采用超高压液相色谱与离子淌度质谱联用技术，构建了针对羟基化一溴联苯醚至羟基化八溴联苯醚共23种羟基化多溴联苯醚的全二维分离分析体系，实现了复杂目标化合物体系的有效分离和精准测定。
Description
技术领域
本发明涉及一种化学物质的全二维分离分析方法，特别是涉及一种23种羟基化多溴联苯醚的超高压液相色谱-离子淌度质谱全二维分离分析方法。
背景技术
溴代阻燃剂是一类广泛用于多种消费品、其阻燃作用的工业化学品，典型的溴代阻燃剂包括：六溴环十二烷、四溴双酚A、多溴联苯、多溴联苯醚等。在各种溴代阻燃剂中，多溴联苯醚是一类重要的添加型阻燃剂，主要用于家具泡沫、纺织涂层、电子电器产品、塑料制品等。含有溴代阻燃剂的各种产品的广泛使用，导致溴代阻燃剂进入环境，进而对生态环境和人体健康构成潜在风险。
在人们关注于多溴联苯醚的同时，其结构类似物，即羟基化多溴联苯醚已被发现生物蓄积于水体、沉积物、甚至生物体内。实验结果表明，当鼠类、鱼类、鸡和人体暴露于多溴联苯醚时，可产生羟基化多溴联苯醚代谢物。因此，羟基化多溴联苯醚的存在既可能是由多溴联苯醚代谢生成，也可能是自然界中天然存在。已有研究报道，当暴露于羟基化多溴联苯醚可引发甲状腺激素运输和代谢紊乱、神经毒性、细胞毒性、内分泌干扰效应等。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种全二维分离分析羟基化多溴联苯醚的方法。
23种羟基化多溴联苯醚的全二维分离分析方法，采用超高压液相色谱与离子淌度质谱联用的方法，构建了羟基化多溴联苯醚的全二维分离分析体系，实现了复杂目标化合物体系的有效分离和精准测定，所述方法包括超高压液相色谱条件和离子淌度质谱条件的优化。
本发明所述的23种羟基化多溴联苯醚的全二维分离分析方法，其中所述超高压液相色谱条件如下：
(1)色谱柱：WatersACQUITYUPLCBEHC18柱，150mm×2.1mm,1.7μm，前置WatersVanGuardBEHC18预柱，5mm×2.1mm,1.7μm；
(2)流动相：水-乙腈梯度洗脱，梯度洗脱程序见表1；
(3)流速：见表1；
(4)柱温：35℃；
(5)样品室温度：10℃；
(6)进样量：10μL；
(7)洗针液：强洗针液为乙腈，200μL；弱洗针液为63％乙腈-37％水溶液，600μL；
表1梯度洗脱程序
本发明所述的23种羟基化多溴联苯醚的全二维分离分析方法，其中所述离子淌度质谱条件如下：
(1)离子源：电喷雾电离源；
(2)扫描方式：负离子模式；
(3)毛细管电压：3.0kV；
(4)脱溶剂气温度：350℃；
(5)脱溶剂气流量：400L/h；
(6)取样锥孔电压：30V；
(7)萃取锥孔电压：4.0V；
(8)捕集离子导入器碰撞能量：6.0V；
(9)捕集离子导入器流量：1.5mL/min；
(10)淌度波速率：300m/sec；
(11)淌度波高度：8.0V；
(12)淌度气流速：28mL/min；
(13)飞行时间质谱质量分析器质量采集范围：m/z50to1000Da；
(14)飞行时间质谱质量分析器扫描时间：1.0sec；
(15)飞行时间质谱质量分析器扫描间隔时间：0.02sec；
(16)锁定质量数参比校正液：亮氨酸脑啡肽溶液，200ng/mL，m/z554.2615Da。
本发明所述的23种羟基化多溴联苯醚的全二维分离分析方法，其中所述方法构建了针对羟基化一溴联苯醚至羟基化八溴联苯醚共8大类、23种羟基化多溴联苯醚的全二维分离分析体系，实现了复杂目标化合物体系的有效分离和精准测定；
所述23种羟基化多溴联苯醚为：2′-羟基-4-一溴联苯醚(2′-OH-BDE-3)、3′-羟基-2,4-二溴联苯醚(3′-OH-BDE-7)、4′-羟基-2,2′,4-三溴联苯醚(4′-OH-BDE-17)、3′-羟基-2,4,4′-三溴联苯醚(3′-OH-BDE-28)、2′-羟基-2,4,4′-三溴联苯醚(2′-OH-BDE-28)、4-羟基-2,2′,3,4′-四溴联苯醚(4-OH-BDE-42)、3-羟基-2,2′,4,4′-四溴联苯醚(3-OH-BDE-47)、4′-羟基-2,2′,4,5′-四溴联苯醚(4′-OH-BDE-49)、6-羟基-2,2′,4,4′-四溴联苯醚(6-OH-BDE-47)、2′-羟基-2,3′,4,5′-四溴联苯醚(2′-OH-BDE-68)、3-羟基-2,2′,4,4′,6-五溴联苯醚(3-OH-BDE-100)、6-羟基-2,2′,3,3′,4-五溴联苯醚(6-OH-BDE-82)、4-羟基-2,2′,3,4′,5-五溴联苯醚(4-OH-BDE-90)、4′-羟基-2,2′,4,5,5′-五溴联苯醚(4′-OH-BDE-101)、5′-羟基-2,2′,4,4′,5-五溴联苯醚(5′-OH-BDE-99)、6′-羟基-2,2′,4,4′,5-五溴联苯醚(6′-OH-BDE-99)、6-羟基-2,2′,3,4,4′,5-六溴联苯醚(6-OH-BDE-137)、3-羟基-2,2′,4,4′,5′,6-六溴联苯醚(3′-OH-BDE-154)、6-羟基-2,3,3′,4,4′,5′-六溴联苯醚(6-OH-BDE-157)、4-羟基-2,2′,3,4′,5,6,6′-七溴联苯醚(4-OH-BDE-188)、6-羟基-2,2′,3,4,4′,5,5′-七溴联苯醚(6-OH-BDE-180)、6-羟基-2,2′,3,4,4′,5,6′-七溴联苯醚(6-OH-BDE-182)和4′-羟基-2,2′,3,3′,4,5′,6,6′-八溴联苯醚(4′-OH-BDE-201)。
本发明全二维分离分析羟基化多溴联苯醚的方法与现有技术不同之处在于：本发明全二维分离分析羟基化多溴联苯醚的方法采用超高压液相色谱与离子淌度质谱联用技术，构建了针对羟基化一溴联苯醚至羟基化八溴联苯醚共23种羟基化多溴联苯醚的全二维分离分析体系，实现了复杂目标化合物体系的有效分离和精准测定。
本发明所构建的基于超高压液相色谱和离子淌度质谱的全二维分离分析体系显示了对于羟基化多溴联苯醚特有的选择性，其峰容量也较单独使用两种分离手段大大提高。第一维的超高压液相色谱技术，利用亚二微米小颗粒填料的高分离效率，实现了不同溴系的羟基化多溴联苯醚及其同分异构体的较好分离。第二维的离子淌度质谱技术，额外提供了一种快速的分离方案。通过超高压液相色谱技术和离子淌度质谱技术的偶联，实现了对羟基化多溴联苯醚同时基于疏水性差异和离子淌度差异的全面分离。采用飞行时间质谱质量分析器，可实现数据信息的快速采集。超高压液相色谱-离子淌度质谱全二维分离分析体系对于降低背景干扰，提高目标化合物的灵敏度和增加目标化合物的确证可信度，也具有很好的优势。
下面结合附图对本发明的全二维分离分析23种羟基化多溴联苯醚的方法作进一步说明。
附图说明
图1为本发明的方法中23种羟基化多溴联苯醚标准品混合溶液的超高压液相色谱分离总离子流图；
其中，色谱条件：BEHC18色谱柱(150mm×2.1mm,1.7μm)，前置VanGuardBEHC18(5mm×2.1mm,1.7μm)保护柱，乙腈-水二元流动相梯度洗脱，流速梯度，色谱柱柱温35℃；标号和检测物质的对应关系为：1.2′-OH-BDE-3；2.3′-OH-BDE-7；3.4′-OH-BDE-17；4.3′-OH-BDE-28；5.2′-OH-BDE-28；6.4-OH-BDE-42；7.3-OH-BDE-47；8.4′-OH-BDE-49；9.6-OH-BDE-47；10.2′-OH-BDE-68；11.3-OH-BDE-100；12.6-OH-BDE-82；13.4-OH-BDE-90；14.4′-OH-BDE-101；15.5′-OH-BDE-99；16.6′-OH-BDE-99；17.6-OH-BDE-137；18.3′-OH-BDE-154；19.6-OH-BDE-157；20.4-OH-BDE-188；21.6-OH-BDE-180；22.6-OH-BDE-182；23.4′-OH-BDE-201；
图2为本发明的方法中23种羟基化多溴联苯醚标准品混合溶液的离子淌度分离图；
图3为本发明的方法中羟基化多溴联苯醚的离子淌度迁移时间-超高压液相色谱保留时间图；其中，图中数字与物质的对应关系为：1.2′-OH-BDE-3；2.3′-OH-BDE-7；3.4′-OH-BDE-17；4.3′-OH-BDE-28；5.2′-OH-BDE-28；6.4-OH-BDE-42；7.3-OH-BDE-47；8.4′-OH-BDE-49；9.6-OH-BDE-47；10.2′-OH-BDE-68；11.3-OH-BDE-100；12.6-OH-BDE-82；13.4-OH-BDE-90；14.4′-OH-BDE-101；15.5′-OH-BDE-99；16.6′-OH-BDE-99；17.6-OH-BDE-137；18.3′-OH-BDE-154；19.6-OH-BDE-157；20.4-OH-BDE-188；21.6-OH-BDE-180；22.6-OH-BDE-182；23.4′-OH-BDE-201；
图4为本发明的方法中羟基化多溴联苯醚的质荷比-超高压液相色谱保留时间图；
图5为本发明的方法中羟基化多溴联苯醚的质荷比–离子淌度迁移时间图；
图6为本发明的方法中的质谱图；其中，(a)羟基化一溴联苯醚至羟基化八溴联苯醚的质谱图(未采用离子淌度分离)；(b)羟基化一溴联苯醚至羟基化八溴联苯醚的去除背景噪音干扰的质谱图(采用离子淌度分离)。
图中的英文对应的中文为：
OH-monoBDE：羟基化一溴联苯醚；OH-diBDE：羟基化二溴联苯醚；OH-triBDE：羟基化三溴联苯醚；OH-tetraBDE：羟基化四溴联苯醚；OH-pentaBDE：羟基化五溴联苯醚；OH-hexaBDE：羟基化六溴联苯醚；OH-heptaBDE：羟基化七溴联苯醚；OH-octaBDE：羟基化八溴联苯醚；m/z：质荷比；RetentionTime:保留时间；DriftTime:迁移时间。
具体实施方式
实施例1
一、仪器与试剂
ACQUITY超高压液相色谱仪，配有二元泵、样品管理器、柱温箱，SYNAPTHDMS四极杆-离子淌度-飞行时间串联质谱仪，MassLynx和DriftScope数据处理系统(美国Waters公司)；羟基化多溴联苯醚标准物质：2′-羟基-4-一溴联苯醚(2′-OH-BDE-3)、3′-羟基-2,4-二溴联苯醚(3′-OH-BDE-7)、4′-羟基-2,2′,4-三溴联苯醚(4′-OH-BDE-17)、3′-羟基-2,4,4′-三溴联苯醚(3′-OH-BDE-28)、2′-羟基-2,4,4′-三溴联苯醚(2′-OH-BDE-28)、4-羟基-2,2′,3,4′-四溴联苯醚(4-OH-BDE-42)、3-羟基-2,2′,4,4′-四溴联苯醚(3-OH-BDE-47)、4′-羟基-2,2′,4,5′-四溴联苯醚(4′-OH-BDE-49)、6-羟基-2,2′,4,4′-四溴联苯醚(6-OH-BDE-47)、2′-羟基-2,3′,4,5′-四溴联苯醚(2′-OH-BDE-68)、3-羟基-2,2′,4,4′,6-五溴联苯醚(3-OH-BDE-100)、6-羟基-2,2′,3,3′,4-五溴联苯醚(6-OH-BDE-82)、4-羟基-2,2′,3,4′,5-五溴联苯醚(4-OH-BDE-90)、4′-羟基-2,2′,4,5,5′-五溴联苯醚(4′-OH-BDE-101)、5′-羟基-2,2′,4,4′,5-五溴联苯醚(5′-OH-BDE-99)、6′-羟基-2,2′,4,4′,5-五溴联苯醚(6′-OH-BDE-99)、6-羟基-2,2′,3,4,4′,5-六溴联苯醚(6-OH-BDE-137)、3-羟基-2,2′,4,4′,5′,6-六溴联苯醚(3′-OH-BDE-154)、6-羟基-2,3,3′,4,4′,5′-六溴联苯醚(6-OH-BDE-157)、4-羟基-2,2′,3,4′,5,6,6′-七溴联苯醚(4-OH-BDE-188)、6-羟基-2,2′,3,4,4′,5,5′-七溴联苯醚(6-OH-BDE-180)、6-羟基-2,2′,3,4,4′,5,6′-七溴联苯醚(6-OH-BDE-182)、4′-羟基-2,2′,3,3′,4,5′,6,6′-八溴联苯醚(4′-OH-BDE-201)，均溶于乙腈，浓度为10μg/mL或50μg/mL，购自美国AccuStandard公司，23种羟基化多溴联苯醚的名称、分子量及正辛醇/水分配系数等信息见表2；乙腈为色谱纯级，购自美国J.T.Baker公司；水为Milli-Q超纯水器(美国Millipore公司)制备的超纯水。23种羟基化多溴联苯醚的化学结构式如下：
表223种羟基化多溴联苯醚的名称、分子量及正辛醇/水分配系数
二、实验方法
一种全二维分离分析23种羟基化多溴联苯醚的方法，采用超高压液相色谱与离子淌度质谱联用的方法，构建了羟基化多溴联苯醚的全二维分离分析体系，实现了复杂目标化合物体系的有效分离和精准测定，所述方法包括超高压液相色谱条件和离子淌度质谱条件的优化。
所述超高压液相色谱条件如下：
(1)色谱柱：WatersACQUITYUPLCBEHC18柱，150mm×2.1mm,1.7μm，前置WatersVanGuardBEHC18预柱，5mm×2.1mm,1.7μm；
(2)流动相：水-乙腈梯度洗脱，梯度洗脱程序见表1；
(3)流速：见表1；
(4)柱温：35℃；
(5)样品室温度：10℃；
(6)进样量：10μL；
(7)洗针液：强洗针液为乙腈，200μL；弱洗针液为63％乙腈-37％水溶液，600μL；
表1梯度洗脱程序
所述离子淌度质谱条件如下：
(1)离子源：电喷雾电离源；
(2)扫描方式：负离子模式；
(3)毛细管电压：3.0kV；
(4)脱溶剂气温度：350℃；
(5)脱溶剂气流量：400L/h；
(6)取样锥孔电压：30V；
(7)萃取锥孔电压：4.0V；
(8)捕集离子导入器碰撞能量：6.0V；
(9)捕集离子导入器流量：1.5mL/min；
(10)淌度波速率：300m/sec；
(11)淌度波高度：8.0V；
(12)淌度气流速：28mL/min；
(13)飞行时间质谱质量分析器质量采集范围：m/z50to1000Da；
(14)飞行时间质谱质量分析器扫描时间：1.0sec；
(15)飞行时间质谱质量分析器扫描间隔时间：0.02sec；
(16)锁定质量数参比校正液：亮氨酸脑啡肽溶液，200ng/mL，m/z554.2615Da。
本发明所述方法构建了针对羟基化一溴联苯醚至羟基化八溴联苯醚共8大类、23种羟基化多溴联苯醚的全二维分离分析体系，实现了复杂目标化合物体系的有效分离和精准测定。
三、结果与分析
1、羟基化多溴联苯醚的超高压液相色谱分离研究
本发明针对羟基化一溴联苯醚至羟基化八溴联苯醚共8大类、23种羟基化多溴联苯醚进行研究，其中5类羟基化多溴联苯醚包含多种同分异构体，例如，羟基化三溴联苯醚含有3种同分异构体(4′-OH-BDE-17、3′-OH-BDE-28、2′-OH-BDE-28)，羟基化四溴联苯醚含有5种同分异构体(4-OH-BDE-42、3-OH-BDE-47、4′-OH-BDE-49、6-OH-BDE-47、2′-OH-BDE-68)，羟基化五溴联苯醚含有6种同分异构体(3-OH-BDE-100、6-OH-BDE-82、4-OH-BDE-90、4′-OH-BDE-101、5′-OH-BDE-99、6′-OH-BDE-99)，羟基化六溴联苯醚含有3种同分异构体(6-OH-BDE-137、3′-OH-BDE-154、6-OH-BDE-157)，羟基化七溴联苯醚含有3种同分异构体(4-OH-BDE-188、6-OH-BDE-180、6-OH-BDE-182)。羟基化多溴联苯醚混合物组成的复杂性对于其分离提出了严峻挑战。
2、色谱柱和流动相的选择
本发明对色谱柱和流动相组成进行了综合考察。分别选取一系列具有不同选择性固定相的亚二微米填料色谱柱(规格均为50mm×2.1mm)对23种羟基化多溴联苯醚的分离效果：基于桥式亚乙基杂化颗粒的BEH系列色谱柱：BEHC18及C8(直链烷烃)、BEHShieldRP18(内嵌有氨基甲酸酯极性基团)、BEHPhenyl(苯基连接在C6直链的硅甲基官能团上)、BEHHILIC(硅胶基质)、BEHAmide(酰胺)；基于高强度硅胶颗粒的HSS系列色谱柱：HSSC18及C18SB(直链烷烃)、HSST3(三键C18烷基键合)，具体色谱柱信息见表2.3。
将反相色谱流动相中最常见的3种有机溶剂，即甲醇、乙腈和四氢呋喃，分别与水配对作为流动相，对比考察每种色谱柱搭配甲醇-水、乙腈-水及四氢呋喃-水流动相对于23种羟基化多溴联苯醚的分离效果。鉴于待分离分析化合物为多组分，且极性变化范围较广(正辛醇/水分配系数介于3.62和9.85之间)，采用梯度洗脱方式，对于每种色谱柱对应的每种流动相组成，均优化得到其最佳色谱分离条件。
实验结果表明，当采用BEHHILIC和BEHAmide色谱柱时，全部羟基化多溴联苯醚并入一单峰流出，未实现分离。当采用BEHC18(50mm×2.1mm)色谱柱，以乙腈-水为流动相梯度洗脱时，23种羟基化多溴联苯醚获得了最为理想的分离效果。
在确定以BEHC18作为色谱柱，以乙腈作为流动相有机溶剂后，考察了不同pH值的缓冲溶液作为流动相水相部分对羟基化多溴联苯醚分离的影响，涉及的缓冲溶液包括：5mM甲酸铵溶液(用甲酸调节pH值至2.5、3.0、3.5)，5mM乙酸铵溶液(用乙酸调节pH值至4.0、4.5、5.0、5.5、6.5)，5mM碳酸氢铵溶液(用氨水调节pH值至8.0、8.5、9.0、9.5、10.0、10.5、11.0)。实验结果表明，流动相中添加缓冲溶液会导致色谱峰形变差，对称性降低，因此选择纯水作为流动相中的水相。
进一步比较研究了不同柱长(50mm、100mm、150mm)的BEHC18色谱柱(色谱柱内径均为2.1mm，填料粒径均为1.7μm)对于羟基化多溴联苯醚分离效果的影响。实验结果表明，采用150mm柱长色谱柱获得的平均分离度为1.35，分别为50mm柱长色谱柱的1.67倍和100mm柱长色谱柱的1.15倍，因此选择采用BEHC18(150mm×2.1mm,1.7μm)色谱柱。
3、流速的选择
分别考察了流速为0.2～0.6mL/min时对羟基化多溴联苯醚分离效果的影响，结果表明，当流速为0.3mL/min时获得了最佳分离度，羟基化三溴联苯醚、羟基化四溴联苯醚、羟基化五溴联苯醚、羟基化六溴联苯醚的各异构体之间的分离度分别为0.41、1.24、0.99和1.16。实验中发现，流速的增加有利于羟基化七溴联苯醚异构体的分离，在该流速下，其分离度为0.60。因此，采用了流速线性梯度(见表1)，以实现不同溴原子数目的羟基化多溴联苯醚在各自适宜流速条件获得最佳分离。
4、柱温的选择
分别考察了柱温为30℃～55℃条件下对羟基化多溴联苯醚分离效果的影响，实验结果表明，色谱柱柱温对羟基化六溴联苯醚异构体间的分离有显著影响，当柱温为35℃时，获得了最佳分离，平均分离度为1.16。
经过色谱柱、流动相、流速、柱温等色谱参数的详细优化，确定了最优的色谱条件：采用WatersACQUITYUPLCBEHC18柱(150mm×2.1mm,1.7μm)，前置WatersVanGuardBEHC18预柱(5mm×2.1mm,1.7μm)；流动相为水(A)-乙腈(B)，梯度洗脱：0min，63％B，0.3mL/min，2～5min，68％B，0.3mL/min，9min，75％B，0.3mL/min，15min，95％B，0.5mL/min，16min，63％B，0.3mL/min；柱温为35℃。
实验结果表明，羟基化多溴联苯醚的溴原子数目对于其色谱保留其关键作用，羟基化一溴联苯醚疏水性最弱，最先被洗脱出来，其容量因子为0.84；羟基化八溴联苯醚疏水性最强，最后被洗脱出来，其容量因子为7.68。大部分羟基化多溴联苯醚在超高压液相色谱中获得了较好的分离，但有个别同分异构体间的分离度还不够，如互为羟基化三溴联苯醚异构体的4′-OH-BDE-17和3′-OH-BDE-28之间的分离度为0.25，互为羟基化五溴联苯醚异构体的4′-OH-BDE-101和5′-OH-BDE-99之间的分离度为0.10，羟基化四溴联苯醚2′-OH-BDE-68和羟基化五溴联苯醚3-OH-BDE-100之间的分离度为0.25。23种羟基化多溴联苯醚的超高压液相色谱分离图见图1，超高压液相色谱保留时间和分离度见表3。
表323种羟基化多溴联苯醚的超高压液相色谱保留时间和分离度
5、羟基化多溴联苯醚的离子淌度分离研究
在完成第一维的超高压液相色谱分离后，对羟基化多溴联苯醚多组分进一步以在线且不损失第一维分离效果的方式进行了后离子化的第二维离子淌度分离。首先采用蠕动泵直接进样方式，对离子淌度气流量、离子淌度波速率、离子淌度波高度等离子淌度重要参数进行了优化。结果表明，离子淌度气流量对于羟基化多溴联苯醚的分离具有显著影响，离子淌度气流量从5mL/min变化至40mL/min的结果显示，当淌度气流量为28mL/min时，羟基化多溴联苯醚系列离子依次飞行穿过离子淌度碰撞池。实验结果发现，离子淌度波速率和离子淌度波高度对于离子淌度分离效果的影响弱于离子淌度气流量，经过优化，最佳的离子淌度波速率和离子淌度波高度分别为300m/s和8.0V。23种羟基化多溴联苯醚的离子淌度分离图见图2，其离子淌度迁移时间和分离度见表4。
目标化合物的离子淌度迁移时间通常与其离子淌度密切关联，在本研究中，羟基化多溴联苯醚的离子淌度迁移时间与其溴化度相关。根据气相碰撞横截面积的差异，羟基化一溴联苯醚至羟基化八溴联苯醚在8.80ms内即完成了离子淌度分离，羟基化多溴联苯醚的平均半峰宽为1.125ms。羟基化一溴联苯醚至羟基化八溴联苯醚的不同系列的羟基化多溴联苯醚之间的平均迁移时间差值为0.57ms，不同系列的羟基化多溴联苯醚之间的平均分离度介于0.10(羟基化七溴联苯醚和羟基化八溴联苯醚之间)和0.57(羟基化一溴联苯醚和羟基化二溴联苯醚之间)。
羟基化多溴联苯醚的离子淌度分离的一个显著特点是其毫秒级的快速分离速度(8.80ms)，介于超高压液相色谱分离时间(16min)和飞行时间质谱质量分析器采集速率(45μs/scan)之间。因此，离子淌度分离可在一个超高压液相色谱峰之内(平均半峰宽13.2s)迅速完成，且将离子快速输送给飞行时间质谱。
表423种羟基化多溴联苯醚的离子淌度迁移时间和分离度
6、羟基化多溴联苯醚的超高压液相色谱-离子淌度质谱全二维分离分析研究
将第一维的超高压液相色谱与第二维的离子淌度质谱进行偶联，对羟基化多溴联苯醚多组分进行全二维分离分析。全二维分离效果可通过三张相互关联的图谱进行展现，即羟基化多溴联苯醚的离子淌度迁移时间-超高压液相色谱保留时间图(图3)、质荷比-超高压液相色谱保留时间图(图4)和质荷比-离子淌度迁移时间图(图5)。
由羟基化多溴联苯醚的离子淌度迁移时间-超高压液相色谱保留时间图可见，超高压液相色谱沿横轴保留时间方向根据羟基化多溴联苯醚疏水性的不同实现了第一维分离，离子淌度质谱沿纵轴迁移时间方向依照羟基化多溴联苯醚离子淌度的差异实现了第二维分离。不同羟基化多溴联苯醚组分的信号以飞行时间质谱进行了确证，羟基化一溴联苯醚的碰撞横截面积最小，分布于图谱的左下方，羟基化八溴联苯醚的碰撞横截面积最大，分布于图谱的右上方。对于不同溴系下的同分异构体组分的分离，总体而言，离子淌度的分离能力弱于超高压液相色谱，但由图3可见，它们彼此之间显示了细微的迁移轨迹差异。
在全二维分离的基础上，可对信号数据进行了进一步处理。例如，许多分子量低于200Da的背景干扰离子迁移速率相对较快，迁移时间大致分布于1.9～2.3ms，可通过软件将羟基化多溴联苯醚信号与噪音信息区别开来，将有助于数据的简化及背景噪音的降低。由图4可见，经过离子淌度分离，背景噪音得到显著降低，羟基化多溴联苯醚目标化合物的信噪比显著增强。例如，离子淌度分离后，羟基化一溴联苯醚的特征离子质谱峰非常明显，而未经离子淌度分离前，其特征离子质谱峰几乎湮没在背景干扰离子中。我们对部分羟基化多溴联苯醚在离子淌度分离前后信噪比的变化进行了定量考察：2′-OH-BDE-3的信噪比由25.78提高至71.93，增加了2.79倍；4-OH-BDE-42的信噪比由16.73提高至62.57，增加了3.74倍；6-OH-BDE-157的信噪比由12.12提高至52.48，增加了4.33倍。
由于引入了离子淌度的第二维分离，在原有的质荷比、色谱保留时间以外，增加了离子淌度迁移时间这一指标，使得对于羟基化多溴联苯醚确证的可信度得到提高。采用了飞行时间质谱进行快速扫描检测，具有不同溴原子数目的羟基化多溴联苯醚呈现了各自特征性同位素峰分布(见图6)，其分布模式及相对丰度与理论数据完全一致。
由羟基化多溴联苯醚的质荷比-超高压液相色谱保留时间图可见，含有不同溴原子数目的不同系列的羟基化多溴联苯醚呈现阶梯状分布，纵向上彼此之间相距一个溴原子的距离，羟基化一溴联苯醚位于左下方，羟基化八溴联苯醚位于右上方。不同溴系的羟基化多溴联苯醚在横向上分别包含若干同分异构体信号。
由羟基化多溴联苯醚的质荷比-离子淌度迁移时间图可见，含有较少数目溴原子的羟基化多溴联苯醚，其分子量较小，相应地离子淌度迁移速率较快；含有较多数目溴原子的羟基化多溴联苯醚，其分子量较大，相应地离子淌度迁移速率较慢。羟基化一溴联苯醚位于左下方，羟基化八溴联苯醚位于右上方。通过离子淌度分离，背景噪音离子的迁移时间一般介于1.76～2.64ms，可与羟基化多溴联苯醚目标化合物实现分离。
7、超高压液相色谱-离子淌度质谱全二维分离分析体系的正交性和实际峰容量评价研究
正交性和峰容量是评价全二维分离体系选择性和分离能力差异的重要指标。正交性不仅与分离机制有关，还与待测物的性质和分离条件有关。相关系数(r)是常用的用于评价全二维分离体系正交性的参数。当相关系数为1时，表示第一维分离和第二维分离完全相关，当相关系数为0时，表示第一维分离和第二维分离完全正交，对于大部分全二维分离体系，其相关系数介于0和1之间。峰分散角(β)是另一个评价正交性的参数，由相关系数的反余弦计算而得，当峰分散角为90°时，表示第一维分离和第二维分离完全正交。对于本研究所构建的超高压液相色谱-离子淌度质谱全二维分离体系，根据各羟基化多溴联苯醚的超高压液相色谱保留时间、离子淌度迁移时间和分子量，组成了一个数据矩阵，计算得到了其相关系数为0.9665和峰分散角为14.87°(见表5)，显示了羟基化多溴联苯醚在超高压液相色谱和离子淌度质谱中保留机制的相似性。羟基化一溴联苯醚疏水性最弱，因此在第一维超高压液相色谱中最先出峰，另一方面，其离子淌度最小，因此在第二维离子淌度质谱中也是迁移速率最快；羟基化八溴联苯醚疏水性最强，在第一维超高压液相色谱中最后出峰，其离子淌度最大，因此在第二维离子淌度质谱中迁移速率最慢。由于第一维分离和第二维分离均直接与羟基化多溴联苯醚的溴化度，即分子量大小有关，在现有实验条件下，二者相关性较强。
理论上，第一维超高压液相色谱分离的峰容量为65，第二维离子淌度质谱分离的峰容量为9，因此，超高压液相色谱-离子淌度质谱全二维分离体系的理论峰容量为585。鉴于该体系的峰分散角为14.87°，计算得到其实际峰容量为135，分别单独使用第一维超高压液相色谱分离的峰容量的2倍和单独使用第二维离子淌度质谱分离的峰容量的15倍。
表5全二维分离体系的相关系数和峰分散角
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (4)
1.23种羟基化多溴联苯醚的全二维分离分析方法，其特征在于：采用超高压液相色谱与离子淌度质谱联用的方法，构建了羟基化多溴联苯醚的全二维分离分析体系，实现了复杂目标化合物体系的有效分离和精准测定，所述方法包括超高压液相色谱条件和离子淌度质谱条件的优化。
2.根据权利要求1所述的23种羟基化多溴联苯醚的全二维分离分析方法，其特征在于：所述超高压液相色谱条件如下：
(1)色谱柱：WatersACQUITYUPLCBEHC18柱，150mm×2.1mm,1.7μm，前置WatersVanGuardBEHC18预柱，5mm×2.1mm,1.7μm；
(2)流动相：水-乙腈梯度洗脱，梯度洗脱程序见表1；
(3)流速：见表1；
(4)柱温：35℃；
(5)样品室温度：10℃；
(6)进样量：10μL；
(7)洗针液：强洗针液为乙腈，200μL；弱洗针液为63％乙腈-37％水溶液，600μL。
表1梯度洗脱程序
3.根据权利要求1所述的23种羟基化多溴联苯醚的全二维分离分析方法，其特征在于：所述离子淌度质谱条件如下：
(1)离子源：电喷雾电离源；
(2)扫描方式：负离子模式；
(3)毛细管电压：3.0kV；
(4)脱溶剂气温度：350℃；
(5)脱溶剂气流量：400L/h；
(6)取样锥孔电压：30V；
(7)萃取锥孔电压：4.0V；
(8)捕集离子导入器碰撞能量：6.0V；
(9)捕集离子导入器流量：1.5mL/min；
(10)淌度波速率：300m/sec；
(11)淌度波高度：8.0V；
(12)淌度气流速：28mL/min；
(13)飞行时间质谱质量分析器质量采集范围：m/z50to1000Da；
(14)飞行时间质谱质量分析器扫描时间：1.0sec；
(15)飞行时间质谱质量分析器扫描间隔时间：0.02sec；
(16)锁定质量数参比校正液：亮氨酸脑啡肽溶液，200ng/mL，m/z554.2615Da。
4.根据权利要求3所述的23种羟基化多溴联苯醚的全二维分离分析方法，其特征在于：所述方法构建了针对羟基化一溴联苯醚至羟基化八溴联苯醚共8大类、23种羟基化多溴联苯醚的全二维分离分析体系，实现了复杂目标化合物体系的有效分离和精准测定；
所述23种羟基化多溴联苯醚为：2′-羟基-4-一溴联苯醚(2′-OH-BDE-3)、3′-羟基-2,4-二溴联苯醚(3′-OH-BDE-7)、4′-羟基-2,2′,4-三溴联苯醚(4′-OH-BDE-17)、3′-羟基-2,4,4′-三溴联苯醚(3′-OH-BDE-28)、2′-羟基-2,4,4′-三溴联苯醚(2′-OH-BDE-28)、4-羟基-2,2′,3,4′-四溴联苯醚(4-OH-BDE-42)、3-羟基-2,2′,4,4′-四溴联苯醚(3-OH-BDE-47)、4′-羟基-2,2′,4,5′-四溴联苯醚(4′-OH-BDE-49)、6-羟基-2,2′,4,4′-四溴联苯醚(6-OH-BDE-47)、2′-羟基-2,3′,4,5′-四溴联苯醚(2′-OH-BDE-68)、3-羟基-2,2′,4,4′,6-五溴联苯醚(3-OH-BDE-100)、6-羟基-2,2′,3,3′,4-五溴联苯醚(6-OH-BDE-82)、4-羟基-2,2′,3,4′,5-五溴联苯醚(4-OH-BDE-90)、4′-羟基-2,2′,4,5,5′-五溴联苯醚(4′-OH-BDE-101)、5′-羟基-2,2′,4,4′,5-五溴联苯醚(5′-OH-BDE-99)、6′-羟基-2,2′,4,4′,5-五溴联苯醚(6′-OH-BDE-99)、6-羟基-2,2′,3,4,4′,5-六溴联苯醚(6-OH-BDE-137)、3-羟基-2,2′,4,4′,5′,6-六溴联苯醚(3′-OH-BDE-154)、6-羟基-2,3,3′,4,4′,5′-六溴联苯醚(6-OH-BDE-157)、4-羟基-2,2′,3,4′,5,6,6′-七溴联苯醚(4-OH-BDE-188)、6-羟基-2,2′,3,4,4′,5,5′-七溴联苯醚(6-OH-BDE-180)、6-羟基-2,2′,3,4,4′,5,6′-七溴联苯醚(6-OH-BDE-182)和4′-羟基-2,2′,3,3′,4,5′,6,6′-八溴联苯醚(4′-OH-BDE-201)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510451436.7A CN105158386A (zh) | 2015-07-28 | 2015-07-28 | 23种羟基化多溴联苯醚的全二维分离分析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510451436.7A CN105158386A (zh) | 2015-07-28 | 2015-07-28 | 23种羟基化多溴联苯醚的全二维分离分析方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105158386A true CN105158386A (zh) | 2015-12-16 |
Family
ID=54799310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510451436.7A Pending CN105158386A (zh) | 2015-07-28 | 2015-07-28 | 23种羟基化多溴联苯醚的全二维分离分析方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105158386A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105891358A (zh) * | 2016-04-05 | 2016-08-24 | 中国科学院生态环境研究中心 | 同时检测土壤中21种羟基多溴联苯醚（OH-PBDEs）的方法 |
| CN109633068A (zh) * | 2019-01-18 | 2019-04-16 | 台州学院 | 一种液相色谱串联质谱分析土壤中多溴联苯醚类化合物的方法 |
| CN113008720A (zh) * | 2021-02-19 | 2021-06-22 | 广东省计量科学研究院（华南国家计量测试中心） | 4-溴二苯醚纯度定值方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101526508A (zh) * | 2009-03-31 | 2009-09-09 | 陈军 | 样品中多溴联苯醚残留的快速检测方法 |
| CN101592643A (zh) * | 2009-06-22 | 2009-12-02 | 中国广州分析测试中心 | 一种电子电气设备样品中多溴联苯醚检测的快速样品前处理方法 |
| CN101718752A (zh) * | 2009-11-10 | 2010-06-02 | 浙江出入境检验检疫局检验检疫技术中心 | 气相色谱-质谱测定化妆品中多溴联苯醚残留的检测方法 |
| CN102590397A (zh) * | 2012-02-28 | 2012-07-18 | 江苏大学 | 水样中4,4’—二溴联苯醚的测定方法 |
| CA2855246A1 (en) * | 2011-11-09 | 2013-05-16 | Andrew Boam | Membrane-based processes for reducing at least one impurity and making a concentrate comprising at least one natural component from a non-marine fatty acid oil mixture, and compositions resulting thereof |
-
2015
- 2015-07-28 CN CN201510451436.7A patent/CN105158386A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101526508A (zh) * | 2009-03-31 | 2009-09-09 | 陈军 | 样品中多溴联苯醚残留的快速检测方法 |
| CN101592643A (zh) * | 2009-06-22 | 2009-12-02 | 中国广州分析测试中心 | 一种电子电气设备样品中多溴联苯醚检测的快速样品前处理方法 |
| CN101718752A (zh) * | 2009-11-10 | 2010-06-02 | 浙江出入境检验检疫局检验检疫技术中心 | 气相色谱-质谱测定化妆品中多溴联苯醚残留的检测方法 |
| CA2855246A1 (en) * | 2011-11-09 | 2013-05-16 | Andrew Boam | Membrane-based processes for reducing at least one impurity and making a concentrate comprising at least one natural component from a non-marine fatty acid oil mixture, and compositions resulting thereof |
| CN102590397A (zh) * | 2012-02-28 | 2012-07-18 | 江苏大学 | 水样中4,4’—二溴联苯醚的测定方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| QIANG MA等: "Comprehensive Two-Dimensional separation of hydroxylated polybrominated dipheny ethers by ultra-performance liquid chromatography coupled with ion mobility-mass spectrometry", 《JOURNAL OF THE AMERICAN SOCIETY FOR MASS SPECTROMETRY》 * |
| YOSHIHISA KATO等: "Simultaneous determination by APCI-LC/MS/MS of hydroxylated and methoxylated polybrominated diphenyl ethers found in marine biota", 《ANALYTICAL CHEMISTRY》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105891358A (zh) * | 2016-04-05 | 2016-08-24 | 中国科学院生态环境研究中心 | 同时检测土壤中21种羟基多溴联苯醚（OH-PBDEs）的方法 |
| CN109633068A (zh) * | 2019-01-18 | 2019-04-16 | 台州学院 | 一种液相色谱串联质谱分析土壤中多溴联苯醚类化合物的方法 |
| CN113008720A (zh) * | 2021-02-19 | 2021-06-22 | 广东省计量科学研究院（华南国家计量测试中心） | 4-溴二苯醚纯度定值方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Gosetti et al. | Signal suppression/enhancement in high-performance liquid chromatography tandem mass spectrometry | |
| US9966243B2 (en) | Apparatus and methods for plasma-assisted reaction chemical ionization (PARCI) mass spectrometry | |
| Voyksner | Atmospheric Pressure Ionization LC/M | |
| CN105158386A (zh) | 23种羟基化多溴联苯醚的全二维分离分析方法 | |
| JP2009180731A (ja) | 質量分析におけるノイズを低減するための方法および装置 | |
| CN103675175B (zh) | 一种测定植物油中农药残留的方法 | |
| Hagiwara et al. | Determination of lycopene, α-carotene and β-carotene in serum by liquid chromatography–atmospheric pressure chemical ionization mass spectrometry with selected-ion monitoring | |
| Vandergrift et al. | Direct, isomer-specific quantitation of polycyclic aromatic hydrocarbons in soils using membrane introduction mass spectrometry and chemical ionization | |
| Galán-Cano et al. | Direct coupling of dispersive micro-solid phase extraction and thermal desorption for sensitive gas chromatographic analysis | |
| Caixach et al. | Liquid chromatography–mass spectrometry | |
| US9651527B2 (en) | Ring shaped counter electrode to improve beam stability and compound sensitivity on a ceramic tile type microfluidic device | |
| Zhou et al. | Cloud point extraction coupled with ultrasound-assisted back-extraction for determination of trace legacy and emerging brominated flame retardants in water using isotopic dilution high-performance liquid chromatography-atmospheric pressure chemical ionization-tandem mass spectrometry | |
| CN105092732A (zh) | 一种烷基酚聚氧乙烯醚的全二维分离分析方法 | |
| Vallano et al. | Elimination of autosampler carryover in a bioanalytical HPLC-MS/MS method: a case study | |
| Spesyvyi et al. | Styrene radical cations for chemical ionization mass spectrometry analyses of monoterpene hydrocarbons | |
| CN103323519B (zh) | 一种利用时间多级质谱进行母离子扫描分析的方法 | |
| CN109633068A (zh) | 一种液相色谱串联质谱分析土壤中多溴联苯醚类化合物的方法 | |
| Zhou et al. | Liquid chromatography/tandem mass spectrometry for analysis of 1, 2‐dibromo‐4‐(1, 2‐dibromoethyl) cyclohexane (TBECH) and 1, 2, 5, 6‐tetrabromocyclooctane (TBCO) | |
| Simpson et al. | A novel two-laser interface for coupling capillary electrochromatography with ion-trap time-of-flight mass spectrometry | |
| Svete et al. | Potential for the speciation of Zn using fast protein liquid chromatography (FPLC) and convective interaction media (CIM) fast monolithic chromatography with FAAS and electrospray (ES)-MS-MS detection | |
| Schreiber et al. | Enhanced LC-MS/MS for the quantitation and identification of pesticides in food samples | |
| Crotti et al. | Advanced spectroscopic detectors for identification and quantification: Mass spectrometry | |
| Fox et al. | Analysis of bacteriohopanepolyols in sediment and bacterial extracts by high performance liquid chromatography/atmospheric pressure chemical ionization mass spectrometry | |
| Dhooghe et al. | FA-SIFT study of reactions of protonated water and ethanol clusters with α-pinene and linalool in view of their selective detection by CIMS | |
| Bridoux et al. | Application of Direct Analysis in Real Time Coupled to Mass Spectrometry (DART‐MS) for the Analysis of Environmental Contaminants |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20151216 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |