国产三重四极杆气质联用仪-Anyeep TQ8100三重四极杆气质联用仪关于检测水质中德克隆
1 引言
德克隆(Dechlorane Plus, C₁₈H₁₂Cl₁₂)作为一种氯代脂环烃类添加型阻燃剂,自20世纪60年代投入使用以来,广泛应用于塑料、橡胶、电线电缆及电子产品中。随着五溴二苯醚等传统溴代阻燃剂在全球范围内的禁用,DP作为其主要替代品,生产与使用量显著增加。然而,DP具有持久性有机污染物(POPs)的典型特征:高疏水性(logKow 9.3~11.3)、难降解、生物累积性强及长距离迁移能力。近年来,在全球各种环境介质及生物体中频繁检出DP,其环境行为与健康风险引发广泛关注。
我国《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》已将DP列入新增POPs候选物质清单,环境监测需求日益迫切。水体作为DP环境迁移转化的重要载体,其准确测定对污染源解析与暴露评估至关重要。然而,DP分子结构高度稳定,电离效率低,常规GC-MS方法灵敏度不足;且水体基质复杂,共存有机污染物干扰严重,痕量分析极具挑战。
三重四极杆GC-MS/MS技术通过多级质谱筛选,可显著提升选择性与灵敏度,是痕量DP分析的理想工具。安益谱TQ8100系统具备高灵敏度电子轰击电离源(EI)及优化的碰撞池设计,为复杂基质中DP的检测提供了技术保障。本研究旨在建立基于TQ8100 GC-MS/MS的水质DP分析方法,系统优化前处理与仪器参数,为DP环境监测标准化提供科学依据。

2 材料与方法
2.1 仪器与试剂
仪器:安益谱TQ8100三重四极杆气质联用仪,配EI源;全自动固相萃取装置;凝胶渗透色谱净化系统;旋转蒸发仪;氮吹仪。
试剂与标准品:德克隆购自AccuStandard;¹³C₁₀-德克隆内标购自Cambridge Isotope Laboratories;正己烷、二氯甲烷、丙酮均为农残级;无水硫酸钠;硅胶;中性氧化铝。
2.2 样品采集与前处理
水样
萃取与净化
沉积物样品
2.3 GC-MS/MS分析条件
气相色谱条件
质谱条件
2.4 方法学验证
线性范围与定量限:配制含syn-与anti-DP浓度为0.5, 1, 5, 10, 20, 50, 100, 200 ng/L(水样)或ng/g(沉积物)的系列标准溶液,含内标浓度均为500 ng/L,按上述方法测定,绘制校准曲线。
检出限与定量下限:逐级稀释标准溶液,分别以信噪比(S/N)≥3和S/N≥10确定检出限(LOD)和定量下限(LLOQ)。
精密度与准确度:在空白水样和沉积物中添加低(5 ng/L/g)、中(20 ng/L/g)、高(100 ng/L/g)三个浓度水平,每个浓度日内重复测定6次,连续3天,计算批内、批间精密度(RSD)及加标回收率。
基质效应:比较纯溶剂标准与基质匹配标准在相同浓度下的响应差异。
3 结果与讨论
3.1 质谱参数优化
DP分子离子峰m/z 653.7在EI源中丰度较高,但直接单离子监测(SIM)易受基质干扰。通过产物离子扫描发现,m/z 237.0(五氯环戊二烯碎片,C₅Cl₅⁺)与m/z 271.0(六氯环戊二烯碎片,C₆Cl₅⁺)为特征碎片离子。优化碰撞能量后,在35 eV时碎片离子强度最大且稳定。采用MRM模式后,背景噪音显著降低,信噪比提升约15倍,有效解决了痕量DP检测灵敏度不足的问题。
3.2 色谱分离效果
syn-与anti-DP为立体异构体,极性相近,常规色谱柱难以实现基线分离。本研究采用0.1 μm液膜厚度的DB-5MS柱,结合优化的升温速率(10℃/min在关键区间),成功实现两种异构体的色谱分离,分离度Rs=1.82。¹³C标记内标与目标物保留时间完全一致,可有效校正基质效应与回收率波动。
3.3 线性范围与灵敏度
在0.5–200 ng/L(或ng/g)范围内,syn-与anti-DP线性关系良好,标准曲线相关系数r≥0.996。以S/N≥3计,水样LOD为0.05 ng/L,沉积物为0.02 ng/g(干重);以S/N≥10计,LLOQ分别为0.5 ng/L和0.2 ng/g。该灵敏度显著优于EPA 1694方法(LOQ 5 ng/L),可满足《地表水环境质量标准》中DP的痕量监测要求。
3.4 精密度与准确度
三个加标浓度下,水样批内精密度RSD为4.8%~9.2%,批间RSD为6.3%~10.8%;沉积物批内RSD为5.7%~11.5%,批间RSD为7.9%~12.4%。回收率方面,水样为83.5%~112.3%,沉积物为78.2%~106.8%,均符合环境痕量分析要求(回收率70%~130%,RSD<20%)。
3.5 基质效应
评估显示,水样基质效应为-12%~+8%,沉积物为-18%~+15%。采用同位素内标校正后,基质效应得到有效补偿,最终测定偏差<±5%,确保了复杂基质中定量的准确性。
3.6 技术特点与优势
安益谱TQ8100系统在本方法中展现出以下优势:
- 灵敏度高:独特的离子光学设计与碰撞池技术,实现亚ng/L级检测限;
- 抗干扰能力强:MRM模式有效屏蔽复杂基质干扰,避免假阳性;
- 稳定性好:连续进样100针以上,响应波动<15%;
- 操作便捷:仪器控制软件内置MRM方法优化模块,方法开发效率高。
相比单四极杆GC-MS,本方法灵敏度提升10倍以上;相比同位素稀释高分辨质谱法(HRMS),成本显著降低,更适合常规监测实验室推广应用。
4 结论
本研究成功建立了基于安益谱TQ8100 GC-MS/MS系统的水质及沉积物中德克隆阻燃剂的高灵敏度检测方法。通过SPE-GPC净化与MRM检测模式联用,方法检出限、精密度与准确度均满足环境痕量分析要求,实现了syn-与anti-DP异构体的基线分离与准确定量。实际样品分析验证了方法的适用性与可靠性。


