CN108760952A - 用于检测水中非甾体抗炎药的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于检测水中非甾体抗炎药的方法，其步骤包括：水样预处理：水样过滤除去悬浮物，调节水样为酸性；固相萃取：依次用甲醇，酸性超纯水活化固相萃取小柱；将水样过柱，富集完成后用甲醇溶液淋洗小柱并在真空下干燥；用甲醇洗脱目标物，收集洗脱液并氮吹定容；过滤后转移至棕色进样小瓶中，待测；样品分析：采用液相色谱质谱联用技术检测水样中非甾体抗炎药的浓度。本发明能够有效地分离富集并检测多种非甾体抗炎药，检出限可低至0.2ng/L，具有预处理对环境友好、富集高效、回收率高、灵敏度高、选择性强及操作简便等优点，是一种适用于不同水体中多种非甾体抗炎药的准确、灵敏、快速的分析检测方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种药物污染水体的检测方法，特别是涉及一种环境水体中抗生素药物污染水体的检测方法，应用于水环境污染物的检测技术领域。
背景技术
药物和个人护理产品(PPCPs)是近年来受到相当大关注的一组新兴污染物。药物具有持久性，能干扰内分泌，并且在环境中广泛存在，所以被公认为是具有潜在危害的化合物。此外，由于使用量巨大，药物会源源不断地排入环境之中，所以即使是低持久性的化合物也可能在环境中产生未知的潜在影响。
近年来，我国对药物的研究主要集中在抗生素领域，而涉及非甾体抗炎药的研究相对较少。非甾体抗炎药是一类具有抗炎、镇痛、解热等作用的药物。目前非甾体抗炎药是全球范围内处方量最大的药物之一，在内、外、妇、儿科广泛使用，在骨关节炎，风湿病临床中占有很重要的地位。目前在国内，非甾体抗炎药中的布洛芬、双氯芬酸、酮洛芬、甲芬那酸、阿司匹林等使用量较大。此类药物在使用过后往往不能被完全吸收，会随尿液、粪便等排出并最终进入城市污水处理厂系统处理。而据相关研究表明，城市污水处理厂系统现有技术无法完全去除此类药物，导致其不断排入受纳水体，造成水体污染，并对水环境产生潜在危害，进而影响人类与水生生物的健康。因此，建立水环境中非甾体抗炎药的分析检测方法，对相关水环境中非甾体抗炎药的控制具有具足轻重的作用。
目前在国内相关研究中，对非甾体抗炎药在临床应用，生产制造，相关毒理等方面涉及较多，而对其在水环境中的检测分析方面鲜有研究。所以建立一种水环境中相关非甾体抗炎药的分析检测方法十分必要而迫切，目前国内水环境样品中非甾体抗炎药分析检测方法还非常匮乏。
发明内容
为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种用于检测水中非甾体抗炎药的方法，能在水环境中对不同非甾体抗炎药进行准确、灵敏且快速的分析检测，以实现水体中低浓度非甾体抗炎药的测定，为后续相关研究提供便捷、精准的方法支撑。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于检测水中非甾体抗炎药的方法，包括如下步骤：
(1)水样预处理：
对待检水样先用快速定性滤纸过滤，通过粗滤过程去除大颗粒杂质，接着采用孔隙尺寸不高于0.7μm的玻璃纤维滤膜，继续对完成粗滤过程的待检水样进行细滤，在过滤后，采用稀盐酸调节pH不大于3，得到预处理后的预处理水样；在水样预处理过程中，优选采用真空泵辅助过滤过程；
(2)固相萃取：
(2.1)依次将5mL甲醇和5mL的pH不大于3的酸性超纯水加入HLB固相萃取小柱，使其缓慢滴下，并控制其流速为1mL/min，得到活化后的萃取柱；
(2.2)利用上样管，将在所述步骤(1)中制备的预处理水样添加到所述步骤(2.1)中活化好的固相萃取小柱内，控制其流速为10mL/min，进行上样；
(2.3)在所述步骤(2.2)中将水样过柱富集完成上样后，用5mL的体积百分比浓度不低于10％的甲醇溶液淋洗小柱，待无溶液滴出后，用真空泵抽干至少30min，进行真空干燥除水；
(2.4)用2×3mL的甲醇洗脱目标物，收集洗脱液于15mL离心管中，氮吹，再用甲醇定容至1mL，用孔隙尺寸不大于0.22μm的有机相针孔滤膜过滤后，将所得样品转移至2mL进样小瓶中，待测；作为优选的技术方案，将洗脱液氮吹至0.5mL，然后沿小柱管壁加入甲醇以清洗内壁，再氮吹至1mL；
在所述步骤(2)中进行固相萃取时，优选在固相萃取小柱活化过程中和上样过程中分别通过开关控制流速大小；
(3)采用液相色谱质谱联用检测方法进行样品分析：
(3.1)色谱条件：
色谱柱：Agilent EC-C18(3.0×100mm，2.7μm)；流动相A：甲醇，流动相B：超纯水；采用2×3mL的甲醇梯度洗脱程序：
起始按照体积比为20％甲醇：80％超纯水的流动相的浓度配比进行初步洗脱；在初步洗脱10min后，按照体积比为80％甲醇：20％超纯水的流动相的浓度配比进行第二阶段洗脱，在初步洗脱14min后完成第二阶段洗脱，然后按照体积比为90％甲醇：10％超纯水的流动相的浓度配比进行第三阶段洗脱；在初步洗脱17min后完成第三阶段洗脱，然后按照体积比为 20％甲醇：80％超纯水的浓度配比进行末阶段洗脱；在梯度洗脱程序中，控制流速为 0.4mol/min；柱温为40℃；进样体积为10μL；
(3.2)质谱条件：
离子源：大气压电喷雾离子源(ESI)；检测模式：负离子模式；气体温度：350℃；流速：5L/min；雾化器压力：45psi；辅助鞘流气温度：350℃；流速：11L/min；毛细管电压：-3500V；扫描方式：采用多通道反应监测模式(MRM)；
在所述步骤(3.1)中的色谱条件和所述步骤(3.2)中的质谱条件下，采用液相色谱质谱联用检测方法，对在所述(2.4)中的进样小瓶中的待测样品进行分析，检测样品中非甾体抗炎药的浓度。
作为优选的技术方案，本发明用于检测水中非甾体抗炎药的方法，对水中非甾体抗炎药目标物的检测限在0.2-1.0ng/L之间，定量限在0.8-3.3ng/L之间。
作为优选的技术方案，本发明用于检测水中非甾体抗炎药的方法，对甲芬那酸、双氯芬酸、酮洛芬、水杨酸和布洛芬的检出限分别为0.34ng/L、0.4ng/L、1.0ng/L、0.26ng/L和0.2ng/L。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
1.本发明方法利用HLB固相萃取柱能对非甾体抗炎药有效地富集，选择性强，回收率高，吸附量大；
2.本发明方法采用液相色谱质谱联用对目标物进行定量检测，能够满足对水体中痕量非甾体抗炎药的检测要求；此外，本发明采用三重四级杆质谱仪能够依据对应母离子碰撞产生的特征碎片离子进行定量分析，有很强的选择性，能够排除样品中其他杂质的信号干扰；
3.本发明方法分析速度快，单个样品经预处理，固相萃取和定量分析过程所需时间不超过3小时，并且多个样品的处理过程可同时进行；
4.本发明方法采用标准曲线法测定目标物浓度，线性关系好，相对偏差小，精密度较高；
5.本发明方法能有效地分离富集并定量检测多种非甾体抗炎药，具有高选择性、高回收率、高灵敏度等优点，对复杂水体中痕量非甾体抗炎药的分析检测有很好的效果。
具体实施方式
以下结合具体的实施例子对上述方案做进一步说明，本发明的优选实施例详述如下：
实施例一
在本实施例中，对本发明方法进行回收率实验检测。
在本实施例中，一种用于检测水中非甾体抗炎药的方法，包括如下步骤：
(1)模拟水样预处理：
取用实际河水，对实际河水先用快速定性滤纸过滤，通过粗滤过程去除大颗粒杂质，接着采用孔隙尺寸为0.7μm的玻璃纤维滤膜，继续对完成粗滤过程的待检水样进行细滤，采用真空泵辅助河水试样过滤过程，在过滤后，得到河水试样；采用布洛芬、双氯芬酸、酮洛芬、甲芬那酸、水杨酸5种非甾体抗炎药进行模拟水样制备，首先取500mL超纯水与河水试样于棕色玻璃瓶中，每瓶水样加入0.1mL的200μg/L的5种非甾体抗炎药混合标准储备液和0.1mL 的浓度为200μg/L的标准物质布洛芬-d3，混匀后用稀盐酸调节水样pH为3，并分别设3组平行样；
(2)固相萃取：
(2.1)依次将5mL甲醇和5mL的pH为3的酸性超纯水加入CNW公司生产的HLB固相萃取小柱，使其缓慢滴下，并通过开关控制控制其流速为1mL/min，得到活化后的萃取柱；
(2.2)利用上样管，将在所述步骤(1)中制备的水样添加到所述步骤(2.1)中活化好的固相萃取小柱内，通过开关控制控制其流速为10mL/min，进行上样；
(2.3)在所述步骤(2.2)中将水样过柱富集完成上样后，用5mL的体积百分比浓度为 10％的甲醇溶液淋洗小柱，待无溶液滴出后，用真空泵抽干30min，进行真空干燥除水；
(2.4)用2×3mL的甲醇洗脱目标物，收集洗脱液于15mL离心管中，将洗脱液氮吹至0.5mL，然后沿小柱管壁加入甲醇以清洗内壁，再进行氮吹至1mL，再用甲醇定容至1mL，用孔隙尺寸为0.22μm的有机相针孔滤膜过滤后，将所得样品转移至2mL进样小瓶中，待测；
(3)采用型号为Agilent 1260LC-G6460A液相色谱质谱联用检测方法进行样品分析：
(3.1)色谱条件：
色谱柱：采用Agilent EC-C18(3.0×100mm，2.7μm)；流动相A：甲醇，流动相B：超纯水；采用2×3mL的甲醇梯度洗脱程序：
起始按照体积比为20％甲醇：80％超纯水的流动相的浓度配比进行初步洗脱；在初步洗脱10min后，按照体积比为80％甲醇：20％超纯水的流动相的浓度配比进行第二阶段洗脱，在初步洗脱14min后完成第二阶段洗脱，然后按照体积比为90％甲醇：10％超纯水的流动相的浓度配比进行第三阶段洗脱；在初步洗脱17min后完成第三阶段洗脱，然后按照体积比为 20％甲醇：80％超纯水的浓度配比进行末阶段洗脱；在梯度洗脱程序中，控制流速为 0.4mol/min；柱温为40℃；进样体积为10μL；
(3.2)质谱条件：
离子源：大气压电喷雾离子源(ESI)；检测模式：负离子模式；气体温度：350℃；流速： 5L/min；雾化器压力：45psi；辅助鞘流气温度：350℃；流速：11L/min；毛细管电压：-3500V；扫描方式：采用多通道反应监测模式(MRM)；
在所述步骤(3.1)中的色谱条件和所述步骤(3.2)中的质谱条件下，采用液相色谱质谱联用检测方法，对在所述(2.4)中的进样小瓶中的待测样品进行分析，检测样品中非甾体抗炎药的浓度。
在本实施例中，液相色谱质谱联用仪能够利用特征碎片离子准确定量，为此，需要优化碎裂电压和碰撞能量,以获得最佳分子离子一碎片离子对，使后续对实际水样的检测分析更加精确。5种非甾体抗炎药的碎裂离子分布见表1。
表1.在实施例一中5种非甾体抗炎药的碎裂离子分布对比表
按本实施例上述固相萃取和液相色谱一串联质谱分析标样和测试样品，所得到的峰面积与直接进标样所得到的峰面积的比值，计算回收率与相对标准偏差，结果见表2。
表2.在实施例一中5种非甾体抗炎药的加标回收率对比表
由表2可见，本实施例方法对5种目标物质的回收率在74-120％之间，相对标准偏差均低于5％,满足环境样品加标回收率的控制限要求。
实施例二
在本实施例中，分离富集并同时检测上海市黄浦江中布洛芬、双氯芬酸、酮洛芬、甲芬那酸、水杨酸5种非甾体抗炎药，将黄浦江实际环境水体作为待检水样，进行实际环境水体测定。
在本实施例中，一种用于检测水中非甾体抗炎药的方法，包括如下步骤：
(1)水样预处理：
对待检水样先用快速定性滤纸过滤2次，通过粗滤过程去除大颗粒杂质，接着采用孔隙尺寸为0.7μm的玻璃纤维滤膜，继续对完成粗滤过程的待检水样进行细滤2次，在过滤后，采用稀盐酸调节pH为3，得到预处理后的预处理水样；在水样预处理过程中，采用真空泵辅助过滤过程，使水样粗滤与细滤过程进行完全；
(2)固相萃取：
(2.1)依次将5mL甲醇和5mL的pH为3的酸性超纯水加入HLB固相萃取小柱，使其缓慢滴下，并控制其流速为1mL/min，得到活化后的萃取柱；
(2.2)利用上样管，将在所述步骤(1)中制备的预处理水样添加到所述步骤(2.1)中活化好的固相萃取小柱内，控制其流速为10mL/min，进行上样；
(2.3)在所述步骤(2.2)中将水样过柱富集完成上样后，用5mL的体积百分比浓度为 10％的甲醇溶液淋洗小柱，待无溶液滴出后，用真空泵抽干30min，进行真空干燥除水，达到除水目的；
(2.4)用2×3mL的甲醇洗脱目标物，收集洗脱液于15mL离心管中，将洗脱液氮吹至0.5mL，然后沿小柱管壁加入甲醇以清洗内壁，消除误差，再进行氮吹至1mL，然后用甲醇定容至1mL，用孔隙尺寸为0.22μm的有机相针孔滤膜过滤后，将所得样品转移至2mL进样小瓶中，待测；
在所述步骤(2)中进行固相萃取时，在固相萃取小柱活化过程中和上样过程中分别通过开关控制流速大小；
(3)采用液相色谱质谱联用检测方法进行样品分析：
(3.1)色谱条件：
色谱柱：Agilent EC-C18(3.0×100mm，2.7μm)；流动相A：甲醇，流动相B：超纯水；采用2×3mL的甲醇梯度洗脱程序：
起始按照体积比为20％甲醇：80％超纯水的流动相的浓度配比进行初步洗脱；在初步洗脱10min后，按照体积比为80％甲醇：20％超纯水的流动相的浓度配比进行第二阶段洗脱，在初步洗脱14min后完成第二阶段洗脱，然后按照体积比为90％甲醇：10％超纯水的流动相的浓度配比进行第三阶段洗脱；在初步洗脱17min后完成第三阶段洗脱，然后按照体积比为 20％甲醇：80％超纯水的浓度配比进行末阶段洗脱；在梯度洗脱程序中，控制流速为 0.4mol/min；柱温为40℃；进样体积为10μL；
(3.2)质谱条件：
离子源：大气压电喷雾离子源(ESI)；检测模式：负离子模式；气体温度：350℃；流速： 5L/min；雾化器压力：45psi；辅助鞘流气温度：350℃；流速：11L/min；毛细管电压：-3500V；扫描方式：采用多通道反应监测模式(MRM)；
在所述步骤(3.1)中的色谱条件和所述步骤(3.2)中的质谱条件下，采用液相色谱质谱联用检测方法，对在所述(2.4)中的进样小瓶中的待测样品进行分析，检测样品中非甾体抗炎药的浓度。
选取上海市黄浦江水体，采用所发明前处理方法和检测方法进行富集和分析，根据样品图的峰面积和相应的标样浓度的关系绘制工作曲线，将实际样品色谱图上得到的峰面积于标准曲线上回归，计算样品中甲芬那酸、双氯芬酸、酮洛芬、水杨酸和布洛芬的浓度。所得水源水样品在本发明操作条件下的分析检测结果见表3。
表3.实施例二实际水体中5种非甾体抗炎药的检测值对比表
在本实施例中，对5种目标物的检测限在0.2-1.0ng/L之间，定量限在0.8-3.3ng/L之间，灵敏度高，能够满足对水源水中痕量非甾体抗炎药的检测要求。本实施例方法中5种目标物的线性相关系数均在0.99以上，线性关系良好。所有5种非甾体抗炎药在该方法条件下峰形良好、回收率高、检测线低，能够实现对多种非甾体抗炎药残留同时快速准确的分析检测。
本实施例HLB固相萃取柱能对非甾体抗炎药有效地富集，选择性强，回收率高，吸附量大；本实施例采用液相色谱质谱联用对目标物进行定量检测，能够满足对水体中痕量非甾体抗炎药的检测要求。本实施例采用三重四级杆质谱仪能够依据对应母离子碰撞产生的特征碎片离子进行定量分析，有很强的选择性，能够排除样品中其他杂质的信号干扰；本实施例方法分析速度快，单个样品经预处理，固相萃取和定量分析过程所需时间仅为3小时左右，并且多个样品的处理过程可同时进行；本实施例采用标准曲线法测定目标物浓度，线性关系好，相对偏差小，精密度较高。
总之，本发明上述实施例用于检测水中多种非甾体抗炎药的方法，其步骤包括：水样预处理：水样过滤除去悬浮物，调节水样pH为3；固相萃取：依次用甲醇，酸性超纯水活化固相萃取小柱；将水样过柱，富集完成后用10％甲醇溶液淋洗小柱并在真空下干燥；用甲醇洗脱目标物，收集洗脱液并氮吹定容；过滤后转移至棕色进样小瓶中，待测；样品分析：采用液相色谱质谱联用技术检测水样中非甾体抗炎药的浓度。本发明上述实施例方法能够有效地分离富集并检测多种非甾体抗炎药，检出限可低至0.2ng/L，具有预处理对环境友好、富集高效、回收率高、灵敏度高、选择性强及操作简便等优点，是一种适用于不同水体中多种非甾体抗炎药的准确、灵敏、快速的分析检测方法。本发明方法能有效地分离富集并定量检测多种非甾体抗炎药，具有高选择性、高回收率、高灵敏度等优点，对复杂水体中痕量非甾体抗炎药的分析检测有很好的效果。
上面对本发明实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明用于检测水中非甾体抗炎药的方法的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种用于检测水中非甾体抗炎药的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)水样预处理：
对待检水样先用快速定性滤纸过滤，通过粗滤过程去除大颗粒杂质，接着采用孔隙尺寸不高于0.7μm的玻璃纤维滤膜，继续对完成粗滤过程的待检水样进行细滤，在过滤后，采用稀盐酸调节pH不大于3，得到预处理后的预处理水样；
(2)固相萃取：
(2.1)依次将5mL甲醇和5mL的pH不大于3的酸性超纯水加入HLB固相萃取小柱，使其缓慢滴下，并控制其流速为1mL/min，得到活化后的萃取柱；
(2.2)利用上样管，将在所述步骤(1)中制备的预处理水样添加到所述步骤(2.1)中活化好的固相萃取小柱内，控制其流速为10mL/min，进行上样；
(2.3)在所述步骤(2.2)中将水样过柱富集完成上样后，用5mL的体积百分比浓度不低于10％的甲醇溶液淋洗小柱，待无溶液滴出后，用真空泵抽干至少30min，进行真空干燥除水；
(2.4)用2×3mL的甲醇洗脱目标物，收集洗脱液于15mL离心管中，氮吹，再用甲醇定容至1mL，用孔隙尺寸不大于0.22μm的有机相针孔滤膜过滤后，将所得样品转移至2mL进样小瓶中，待测；
(3)采用液相色谱质谱联用检测方法进行样品分析：
(3.1)色谱条件：
色谱柱：Agilent EC-C18(3.0×100mm，2.7μm)；流动相A：甲醇，流动相B：超纯水；采用2×3mL的甲醇梯度洗脱程序：
起始按照体积比为20％甲醇：80％超纯水的流动相的浓度配比进行初步洗脱；在初步洗脱10min后，按照体积比为80％甲醇：20％超纯水的流动相的浓度配比进行第二阶段洗脱，在初步洗脱14min后完成第二阶段洗脱，然后按照体积比为90％甲醇：10％超纯水的流动相的浓度配比进行第三阶段洗脱；在初步洗脱17min后完成第三阶段洗脱，然后按照体积比为20％甲醇：80％超纯水的浓度配比进行末阶段洗脱；在梯度洗脱程序中，控制流速为0.4mol/min；柱温为40℃；进样体积为10μL；
(3.2)质谱条件：
离子源：大气压电喷雾离子源(ESI)；检测模式：负离子模式；气体温度：350℃；流速：5L/min；雾化器压力：45psi；辅助鞘流气温度：350℃；流速：11L/min；毛细管电压：-3500V；扫描方式：采用多通道反应监测模式(MRM)；
在所述步骤(3.1)中的色谱条件和所述步骤(3.2)中的质谱条件下，采用液相色谱质谱联用检测方法，对在所述(2.4)中的进样小瓶中的待测样品进行分析，检测样品中非甾体抗炎药的浓度。
2.根据权利要求1所述用于检测水中非甾体抗炎药的方法，其特征在于：在所述步骤(1)水样预处理过程中，采用真空泵辅助过滤过程。
3.根据权利要求1所述用于检测水中非甾体抗炎药的方法，其特征在于：在所述步骤(2)中进行固相萃取时，在固相萃取小柱活化过程中和上样过程中分别通过开关控制流速大小。
4.根据权利要求1所述用于检测水中非甾体抗炎药的方法，其特征在于：在所述步骤(2.4)中，将洗脱液氮吹至0.5mL，然后沿小柱管壁加入甲醇以清洗内壁，再氮吹至1mL。
5.根据权利要求1所述用于检测水中非甾体抗炎药的方法，其特征在于：对水中非甾体抗炎药目标物的检测限在0.2-1.0ng/L之间，定量限在0.8-3.3ng/L之间。
6.根据权利要求5所述用于检测水中非甾体抗炎药的方法，其特征在于：对甲芬那酸、双氯芬酸、酮洛芬、水杨酸和布洛芬的检出限分别为0.34ng/L、0.4ng/L、1.0ng/L、0.26ng/L和0.2ng/L。
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| CN102998388A (zh) * | 2012-11-26 | 2013-03-27 | 同济大学 | 一种水中痕量非甾体抗炎药的检测方法 |
| CN103323550A (zh) * | 2013-06-20 | 2013-09-25 | 中国环境科学研究院 | 一种同时检测水中五种药物的方法 |
| CN105651922A (zh) * | 2016-02-26 | 2016-06-08 | 清华大学 | 一种环境水样中PPCPs的测定方法 |
| CN106830277A (zh) * | 2017-03-14 | 2017-06-13 | 南京大学 | 一种紫外过硫酸盐去除污水中非甾体抗炎药的高级氧化方法 |
-
2018
- 2018-05-11 CN CN201810450134.1A patent/CN108760952A/zh active Pending
Patent Citations (4)
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