安捷伦GC-MS水污染物筛查仪工作流程和自定义报告对水污染物进行 筛查

水样分析实验室在进行*定量分析之前,对大量化合物进行筛查的需求日 益增加。使用 gc/msd 对萃取的水样进行定性分析,能够了解样品中所含物 质的近似浓度。而现有的定性筛查工作流程主要依靠手动筛查,十分耗时且高度依赖于分析 人员的技术水平。可能是基质复杂性的原因,手动筛查过程还可能导致化合 物的遗漏或错误归属。此外,不同分析人员筛查结果的差异以及化合物鉴定 的任何偏差都可能会导致数据分析耗费大量时间。通常情况下,手动审查的 化合物列表中大约有 50 种化合物。每种化合物通过其保留时间 (rt)、质谱 图以及目标离子和定性离子之比得到审查和鉴定,因此大大增加了单个样品 要审查的化合物数量,并在已有基础上进一步增加了样品分析的复杂程度。 例如,如果一位分析人员要筛查一个可能含有 1000 种化合物的样品,则可 能需要花费 18 个小时才能完成这一个样品的审查。
agilent suretarget gc/msd 水污染物筛查仪可为水样定性筛查提供直观简便 的工作流程。agilent suretarget 分析工作流程不仅能够对众多化合物进行快 速筛查,还能消除化合物鉴定中的偏差和不一致情况。suretarget gc/msd 水污染物分析仪预配置有硬件、消耗品、软件和分析方法,可快速实 施水中污染物的筛查方法。
实验部分:水样采集自两个水源:美国宾夕法尼亚州利哈伊县的未 过滤自来水和美国特拉华州威尔明顿市废水处理厂的出 水。从威尔明顿废水厂出水中抽取三份样品: • 初次处理出水 ― 沉降阶段 • 二级处理出水 ― 生物降解阶段 • 终处理出水 ― 终过滤和消毒阶段
样品前处理:通过液液萃取 (lle) 对每份水样(包括空白水样)进行 萃取。向 30 ml 水样中加入 3 ml 二氯甲烷 (dcm),振荡 5 分钟,提取 dcm 层并将其置于 2 ml 自动进样器样品 瓶中进行沉积,以备分析使用。
参比标样:方法 8270 半挥发性有机物毛细管柱 gc/ms 混标(混合 物 1、2、3、4a、4b、5 和 6)购自 accustandard 公司, 用 dcm 将其稀释至浓度在 100 ppb 和 10 ppm 之间(共计 86 种化合物)。将每份稀释后的 accustandard 样品中加 入 1 ml 参比气油混标 (rgo) 以提供复杂基质。
仪器:所有分析均在 agilent 7890b 气相色谱仪 (gc) 与 agilent 5977b inertplus 质谱检测器 (msd) 的联用系统中完成。 使用 co2 冷却的多模式进样口 (mmi) 对进样口进行温度 调节,能够使 dcm 溶剂峰和一些较早洗脱的半挥发性 化合物之间实现进一步分离。表 1 列出了用于数据采集 的 gc 和 msd 方法参数。
数据分析:通过用于 gc/ms 的 agilent masshunter 工作站定量分析 软件 b.08.00 版中含解卷积的 suretarget 工作流程对所有 样品进行分析。随后将 suretarget 工作流程的结果与同 一样品在含解卷积报告软件 (drs) 的 msd chemstation 数据分析程序中的结果进行比较,drs 使用 amdis(由 nist 开发的解卷积软件)作为解卷积工具。
安装水筛选仪功能光盘之后,便可在 masshunter 定量 分析软件中启用 suretarget 工作流程。使用 suretarget 分析方法时,解卷积算法将从鉴定出的化合物质谱碎 片中去除原始质谱图中的背景及干扰质谱碎片(图 1 和 图 2)。图 1a 显示了 1-萘胺在 14.5-15.5 分钟的时间窗口 中的总离子流色谱图 (tic) 以及叠加的提取离子色谱图 (eic),其中 1-萘胺谱峰位于 14.92 分钟处。图 1b 显示了 14.92 分钟处所选谱峰的复杂原始质谱图;解卷积算法消 除了该复杂质谱图中的干扰。
图 2 显示了解卷积过程的结果,即在 14.92 分钟处 1-萘 胺干净的解卷积质谱图。将解卷积质谱图从头至尾与该 化合物的参比谱库谱图进行比较。随后,软件自动将解 卷积质谱图与参比谱库进行比较,并得到一个谱库匹配 得分 (lms)。此 lms 基于鉴定化合物的解卷积质谱图与 谱库质谱图的相似度得出。该分析方法还在保留时间窗 口中寻找可得到高谱库匹配得分的替代峰。这一额外的
谱峰搜索功能有助于数据审查,在分析复杂基质时更是 如此。随后软件将每个 suretarget 解卷积质谱与 nist 谱 库中的质谱图进行比较和匹配,并对 nist 匹配结果列 表中的每个匹配结果进行排序;每个 suretarget 鉴定的 化合物生成一个匹配结果列表。图 3 是 suretarget 工作 流程步骤的图解。
结果与讨论:每份配制 accustandard 混标中含有用于鉴定的 86 种化 合物,它们同样包括在水筛查仪谱库中。这些样品以浓 度为 1 ppm、200 ppb 和 100 ppb rgo(复杂基质)溶液的 形式进行分析。数据采集之后,对每个浓度下的 10 份 样品完成了 suretarget 解卷积工作流程,并计算结果 (鉴定的化合物数目及 lms)的平均值。将未过滤的自 来水样品(宾夕法尼亚州利哈伊县)、废水处理厂(特 拉华州威明顿市)的初次处理出水和终处理出水的五 次重复测定结果求平均值,为解卷积比较提供更多的分 析数据。
观察并记录所有 accustandard 混标和实际水样在每个 浓度下鉴定的化合物数目和 lms 值。当萃取水样完成 suretarget 工作流程后,drs 将使用 amdis(nist 软 件)重复进行数据分析。随后将对两组数据分析结果 进行比较(表 2 为 accustandard 结果,表 3 为自来水样 结果)。
使用 drs (amdis) 和 suretarget 对数据文件进行分析, 以评估 suretarget 的能力。在 accustandard 样品每个浓 度下的分析结果中(表 2),drs 和 suretarget 均报告了 相似数目的化合物(平均误差范围在四个化合物以内) 和相似的 lms 值(每个浓度下的误差在 1 分之内)。这 些分析结果表明 suretarget 在鉴定化合物结果和 lms 值 方面表现出色,与 drs (amdis) 报告结果相似。
在未过滤的自来水样品(宾夕法尼亚州利哈伊县)中, 两种分析程序均鉴定出六种化合物,并得到相近的匹配 得分(lms 偏差在 5 分之内)。通过两种解卷积分析, 均以较高的匹配得分鉴定出自来水样中的三卤甲烷(消 毒副产物)、三氯乙烷和双酚 a。
得益于 suretarget 解卷积工作流程的高度可靠性,在 masshunter 定量分析软件中使用 suretarget 工作流程对 (特拉华州威明顿市废水处理厂)废水样品进行检测。 将每份废水样品五次重复测定的结果求平均值,得到更 可靠的结果。在初次和终处理出水样品中鉴定出几种 化合物,其中包括重点化合物的混合物。这些化合物包 括 1,4-二氧六环、四氯乙烯、可dai因和 4-叔辛基*。 在初次处理出水中鉴定出的其他化合物包括:咖fei因、 *(减肥药)、deet(驱虫剂)以及*。表 4 显示了初次和终处理出水中鉴定出的化合物。表 4 还 提供了一张图片,显示了废水处理过程中被破坏和未被 破坏的化合物。deet、三乙酸甘油酯、咖fei因、taed 和*在废水处理过程中遭到破坏,而在后阶段的 废水消毒过程中引入了溴二氯甲烷。相比之下,其他几 种化合物在废水处理过程中得以保留,其中包括可dai因、1,4-二氧六环、4-叔辛基*、*以及邻苯二甲 酸二异丁酯。
获得结果是所有水筛查分析中的第yi步,而反映结果需 要使用数据报告。suretarget gc/msd 水污染物筛查仪还 提供 pdf 格式的报告,用于数据的预览、总结和图形显 示(图 4)。数据预览报告旨在显示与鉴定化合物主峰 的详细信息(化合物名称、cas 号、rt 和 lms),以及 该化合物在 rt 窗口中具有高 lms 值(大于小值)的 所有替代峰。预览报告指出哪些化合物具有替代峰(带 替代 rt),用于在定量分析批处理表格中进行进一步 用户审查(图 4)。总结报告旨在汇总鉴定的化合物、 所有化合物相关的详细信息(化合物名称、cas 号、 rt、lms、近似浓度以及参比 rt 的差值 (min)),以及 nist 匹配结果列表中化合物排名和得分的表格视图。 如果 nist 列表(用户定义的列表,条目在 1 和 100 之 间,在方法参数中设置)中未找到 suretarget 鉴定的化 合物,则高匹配结果得分将记录在第二行(图 4)。 详细的图形报告中每一页记录一种样品中鉴定出的化合 物(图 4)。每一页将显示目标离子和定性离子的叠加 eic、原始质谱图、解卷积质谱图、参比谱库谱图以及 nist 谱图(如果 nist 匹配结果与鉴定化合物不同)。
结论 :采用 suretarget 解卷积工作流程的 agilent suretarget gc/msd 水污染物筛查仪可通过自动分离和鉴定复杂 基质(如自来水和废水样品)中的化合物简化数据分 析和报告流程。水筛查仪中包括 suretarget 解卷积工 作流程,此工作流程在 agilent masshunter 定量分析软件 (b.08.00) 中激活,附加功能可支持完整的解决方 案。功能包括 rt 窗口中的替代峰鉴定、nist 搜索以及 定制报告模板(预览、总结和详细图表)。使用自动解 卷积数据分析能够大大缩短手动审查的时间,同时将可 审查化合物的数量增加到 1000 以上。由解卷积分析得到 的谱库匹配得分可反映化合物鉴定的可信度,并可对照 参比谱库谱图直观审查解卷积质谱图。

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