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解決方案丨生活飲用水中丙烯酰胺的測定
閱讀：585發布時間：2023-9-25
丙烯酰胺是聚丙烯酰胺的單體，聚丙烯酰胺主要應用于水的凈化處理。雖然聚丙烯酰胺被認為是無毒的，但其單體——丙烯酰胺卻已被國家癌癥中心（IARC）列為IV類致癌物。由于丙烯酰胺的危害較大，它已被我國列入水中優先控制的污染物。我國的《生活飲用水衛生標準》（GB5749-2022）和《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）都規定了丙烯酰胺的限值。
本文依據GB/T 5750.8-2023《生活飲用水標準檢驗方法 第8部分：有機物指標》中丙烯酰胺的測定方法，采用睿科Fotector Plus高通量全自動固相萃取儀完成水中丙烯酰胺的富集和洗脫，洗脫液經睿科Auto EVA 80 高通量全自動平行濃縮儀濃縮，再結合高效液相色譜-串聯質譜進行定性定量檢測。在0.01ug/L的加標水平下，丙烯酰胺的回收率在70.0%-100%之間，RSD值小于5%，表明該方法具有操作自動化、快速和高通量等優點，適合生活飲用水中丙烯酰胺的測定。
儀器和耗材
1.儀器
高效液相色譜-串聯質譜儀：島津高效液相色譜+AB Qtrap 6500三重四級桿串聯質譜儀
全自動固相萃取儀：Fotector Plus高通量全自動固相萃取儀
全自動氮吹濃縮儀：Auto EVA 80 高通量全自動平行濃縮儀
固相萃取柱：活性炭固相萃取柱（2g/6mL）
2.試劑
甲醇 (HPLC)，超純水：電阻率大于18.2MΩ
標準物質：丙烯酰胺，純度不低于99%
內標溶液：13C3-丙烯酰胺溶液，母液濃度為1.0 mg/mL
樣品處理
1.樣品前處理
活化：分別用10mL甲醇和10mL水以4 mL/min的速度活化固相萃取柱；
吸附：取100mL水樣，加入50μL濃度為100μg/L的13C3-丙烯酰胺內標使用液，混勻，內標物在水中的濃度為0.05μg/L，以5mL/min的速度通過固相萃取柱；
干燥：調節氣壓為25psi，用氮氣吹干固相萃取小柱10min；
洗脫：用10mL甲醇以1mL/min的速度洗脫固相萃取柱，收集洗脫液。
具體方法參數如圖-1所示：
圖-1 Fotector Plus水中丙烯酰胺的固相萃取方法
2.濃縮
用Auto EVA 80 高通量全自動平行濃縮儀在40℃、1.0 L/min流量的條件下將洗脫液濃縮至近干，加入1.0 mL水渦旋混勻，轉移至進樣小瓶上機檢測。
檢測條件
1.色譜條件
色譜柱：極性改性C18色譜柱
(150mm×2.1mm,3.5um)
流速：0.3 mL/min
柱溫：35°C
洗脫梯度：A相：0.1%甲酸水溶液；B相：乙腈
表-1 梯度洗脫程序
時間(min） | A(%) | B(%) |
0.0 | 95 | 5 |
0.50 | 95 | 5 |
2.50 | 40 | 60 |
2.51 | 95 | 5 |
5.00 | 95 | 5 |
2.質譜條件
采集模式：ESI+
干燥氣溫度：550℃
Gas 1:50 Gas 2:50 氣簾氣：35
毛細管電壓：5500 V
監測離子參數情況見表-2
表-2 丙烯酰胺的特征離子及質譜條件 注：*表示定量離子
3.TIC譜圖
圖-2 丙烯酰胺TIC譜圖(10 ug/L)
方法可行性驗證
為了驗證該方法的回收率，本實驗向自來水(100 mL)中加入丙烯酰胺標準品（10uL，100 ug/L）進行加標回收驗證（n=3），內標法定量。在0.01ug/L的加標水平下，丙烯酰胺的平均回收率為89.43%，相對標準偏差小于5.0%（n=3），滿足標準要求。
表-3 丙烯酰胺標準添加（10ug/L）回收率及RSD值（n=3）
結果與討論
1.本次實驗用的活性炭固相萃取小柱規格為2g/6mL，氮吹時間設為10min；而標準中活性炭固相萃取小柱的規格為500mg/6mL，氮吹時間為2min，因此適當增加了氮吹時間。但時間不宜過長，太長將導致回收率降低。
2.本實驗采用睿科Fotector Plus高通量全自動固相萃取儀取得了優異的回收率和RSD結果，主要是因為睿科全自動固相萃取儀采用精密的注射泵來控制活化和洗脫的體積，通過正壓上樣，活化、洗脫、上樣等步驟流速穩定可控；多個通道同步進行萃取，處理樣品通量高。此外儀器在夜間也可以運行，大幅提高了工作效率。
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