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解决方案 | 全自动固相微萃取SPME-GC-MS测定水中臭味物质

莱伯泰科
2022.9.30

前言

嗅味是由水中各种有机与无机物质综合作用而表现出来的,包括土壤颗粒、腐烂的植物、微生物(浮游生物、细菌、真菌等)及各种无机盐(如氯根、硫化物、钙、铁和锰)、有机物和一些气体等。水中植物在某些微生物(如放线菌、兰绿藻等)作用下所产生的微量有机物(如2-MIB、土臭素等)也是嗅味的主要来源。
固相微萃取(Solid Phase Microextraction,SPME)是以熔融石英光导纤维或其他材料作为基体支持物,利用“相似相溶”的原理,在其表面涂渍不同性质的高分子固定相薄层,通过直接浸入或顶空方式,对待测物进行提取、富集、进样和解吸。自1989年发明以来,由于其操作简便、节省溶剂、回收率好的特性,现在已成为样品前处理应用中重要的萃取技术之一,广泛应用于水、土壤、空气等环境样品的分析。
本实验参考《GB/T 32470-2016 生活饮用水臭味物质 土臭素和2-甲基异莰醇检验方法》,通过全自动固相微萃取模式,以顶空式提取的方式对水中的2种臭味物质进行了定量分析,通过测定2种臭味物质的校准曲线、重复性和加标回收率来表现全自动固相微萃取的萃取性能。

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1、实验过程

1.1 仪器与试剂

全自动多功能样品制备进样平台:Astation,莱伯泰科;
SPME Fiber老化模块:SPME Fiber Conditioning Module,莱伯泰科;
萃取孵化炉模块:Agitator Module,莱伯泰科;
SPME Fiber萃取头:DVB/PDMS/Carbon WR,80μm×10mm,莱伯泰科;
气质联用仪:7890B-5977B气质联用仪,安捷伦;
土臭素和2-甲基异莰醇标准使用液:40μg/L,溶剂体系为甲醇;
2-异丁基-3-甲氧基吡嗪使用液(内标):40μg/L,溶剂体系为甲醇;

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1.2 实验过程

1.2.1 标曲配置

配制5种不同浓度的标准混合水溶液,浓度分别为5ng/L、10ng/L、20ng/L、50ng/L、100ng/L。分别取10mL标准混合溶液置于5个20mL顶空进样瓶中,加入10μL内标和2.5g氯化钠,另取同样一个顶空瓶进行空白实验,将样品瓶置于Astation样品盘,待检测。

1.2.2 标曲配置

分别取10mL超纯水和自来水,按1.2.1的步骤进行处理,加标浓度分别为5ng/L、10ng/L和20ng/L,将样品瓶置于Astation样品盘,待检测。

1.2.3 固相萃取SPME Fiber萃取过程

萃取前孵化时间2min,孵化温度60℃;孵化震荡速度250rpm;萃取头老化温度270℃,老化时间5min;萃取时间30min;解吸时间5min。

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图1 Astation全自动固相微萃取测定水中臭味物质流程

GC-MS测定条件

a)色谱柱:HP-5ms  30m*0.25mm*0.25μm;
b)进样口温度:250℃;
c)进样模式:不分流;
d)柱流速:1.0mL/min(恒流);
e)柱箱温度:初始温度60℃,保持2.5min;以8℃/min升温至250℃,保持5min;280℃后运行2min。
f)四极杆温度:150℃;离子源温度:280℃;传输线温度:280℃;
g)扫描模式:选择离子扫描(SIM)。

土臭素和2-甲基异莰醇(含内标)的保留时间、定量及定性离子见表1。

表1  土臭素和2-甲基异莰醇(含内标)的保留时间、定量及定性离子

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2、测定结果

2.1 色谱图

2为土臭素和2-甲基异莰醇总离子流图,图3和图4为重叠色谱图

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图2土臭素和2-甲基异莰醇(含内标)总离子流图

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3  2-甲基异莰醇重叠色谱图(10ng/L

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4 土臭素重叠色谱图(10ng/L


2.2 标准曲线结果

通过Astation 全自动固相微萃取测定水中不同浓度的土臭素和2-甲基异莰醇,经气质分析得到的线性结果见表2,线性系数分别为0.9997和0.9984,校准曲线见图5和图6。

表2 土臭素和2-甲基异莰醇线性结果

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5  2-甲基异莰醇标准曲线

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6 土臭素标准曲线


2.3 加标回收率

通过Astation 全自动固相微萃取进行水中土臭素和2-甲基异莰醇的加标测试,经GC-MS分析得到的回收率结果见表3和表4。
土臭素和2-甲基异莰醇加标回收率结果(纯水)

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土臭素和2-甲基异莰醇加标回收率结果(自来水)

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3、结果与讨论

本方法以莱伯泰科全自动多功能样品制备进样平台Astation为基础,通过固相微萃取SPME Fiber对水中的土臭素和2-甲基异莰醇进行定量萃取,经气质分析得到两种物质的线性数据和加标回收率,线性系数分别为0.9997和0.9984,加标回收率结果为纯水中土臭素(20ng/L)98.3%-104.6%、2-甲基异莰醇101.0%-107.6%,RSD分别为2.6%和2.5%;自来水中土臭素(20ng/L)93.9%-102.6%、2-甲基异莰醇94.5%-103.5%,RSD分别为3.6%和3.4%。

低浓度加标重复性测试结果为:5ng/L纯水中土臭素和2-甲基异莰醇RSD分别为8.9%和9.7%,自来水中分别为4.8%和6.0%;10ng/L纯水中土臭素和2-甲基异莰醇RSD分别为7.0%和6.8%,自来水中分别为6.7%和2.8%;本实验针对5ng/L标准混合水溶液进行多次重复测定(n=7),计算得到本方法中2-甲基异莰醇和土臭素的检出限分别为1.40ng/L和1.32ng/L。

本实验中采用的固相微萃取方法简便、快速,可以实现水中有土臭素和2-甲基异莰醇的萃取及在线分析的全自动操作,适用于水中痕量臭味物质的检测分析。


4、参考标准

GB/T 32470-2016 生活饮用水臭味物质土臭素和2-甲基异莰醇检验方法


关于莱伯泰科

北京莱伯泰科仪器股份有限公司(股票代码:688056.SH)成立于2002年,是一家专业从事实验分析仪器的研发、生产和销售的科技型公司。公司自成立之初便专注于科学仪器设备的研发,立志为环境检测、食品安全、医疗卫生、疾病控制、材料研究等众多基础科学及行业应用提供实用可靠的实验室设备和检测实验室建设整体解决方案。公司发展至今已拥有各类专利及软件著作权100余项,持续通过高新技术企业认证,连续多年被业内媒体评为中国仪器仪表行业“最具影响力企业”,是全球范围内能将多种类和多功能的样品前处理技术与全自动实验分析检测平台组合成全自动实验分析仪器系统的主要实验分析仪器供应商之一。

公司拥有LabTech、CDS、Empore等行业知名品牌,在中国和美国设有研发和生产基地,并在中国内地主要城市、中国香港、美国马萨诸塞州和宾夕法尼亚州等地设有产品营销和服务中心。公司产品服务涵盖实验室分析仪器、样品前处理仪器、实验室设备、医疗设备、实验室耗材和实验室工程建设等,可为全球多种类型用户提供从实验室建设到样品分析的一站式解决方案。目前,公司产品已销往全球90多个国家,累计服务客户3万余家。

如需了解莱伯泰科的详细信息,请访问

http://www.labtechgroup.com



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