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四极杆傅里叶变换静电阱超高分辨质谱仪-安益谱 Cassitrap 120K 质谱仪在沉积物多环芳烃检测中的应用


多环芳烃(PAHs)是一类具有强致癌性、致畸性及致突变性的持久性有机污染物,广泛存在于土壤、沉积物、水体等环境介质中。本文利用安益谱 Cassitrap 120K 四极杆傅里叶变换静电阱超高分辨质谱仪对沉积物样品中的多环芳烃进行检测分析。通过优化仪器参数和样品前处理方法,实现了对沉积物中多种多环芳烃的高灵敏度、高准确度检测。实验结果表明,该质谱仪在多环芳烃检测中具有优异的性能,为沉积物中多环芳烃的污染监测和环境风险评估提供了有力的技术支持。

四极杆傅里叶变换静电阱超高分辨质谱仪-安益谱 Cassitrap 120K 质谱仪在沉积物多环芳烃检测中的应用(图1)

安益谱四极杆傅里叶变换静电阱超高分辨质谱仪 Cassitrap 120K

引言

多环芳烃(PAHs)是由两个或多个苯环组成的有机化合物,由于其化学性质稳定、难以降解,且具有显著的生物毒性,已成为全球关注的环境污染物之一。沉积物作为水体中污染物的重要汇,能够吸附和富集大量的多环芳烃,对水生生态系统和人类健康构成潜在威胁。因此,准确检测沉积物中的多环芳烃含量对于评估环境污染状况和制定相应的治理措施具有重要意义。传统的多环芳烃检测方法存在检测限高、分析时间长、易受基质干扰等不足。近年来,随着质谱技术的不断发展,超高分辨质谱仪因其高分辨率、高灵敏度和高选择性等优点,在环境污染物检测领域得到了广泛应用。安益谱 Cassitrap 120K 四极杆傅里叶变换静电阱超高分辨质谱仪作为一款先进的质谱分析仪器,为沉积物中多环芳烃的检测提供了新的技术手段。本文旨在探讨该质谱仪在沉积物多环芳烃检测中的应用效果,为相关研究提供参考依据。

材料与方法

仪器与试剂

安益谱 Cassitrap 120K 四极杆傅里叶变换静电阱超高分辨质谱仪(安益谱公司);超纯水系统;氮吹仪;离心机;旋转蒸发仪;甲醇、乙腈、正己烷等均为色谱纯试剂;多环芳烃标准品(包括萘、菲、蒽、芘等常见多环芳烃化合物);实验用水为超纯水。

样品采集与前处理

采集某河流沉积物样品,去除其中的动植物残体、石块等杂质后,将样品冷冻干燥,研磨成粉末状,过 200 目筛,备用。准确称取一定量的沉积物样品于离心管中,加入适量的甲醇和少量内标物,超声提取一定时间后,离心分离,取上清液经氮吹浓缩至近干,再用正己烷定容,经 0.22 μm 滤膜过滤后,供质谱仪分析。

质谱分析条件

离子源:电喷雾离子源(ESI);扫描模式:全扫描模式与数据依赖的二级扫描模式相结合;扫描范围:m/z 50 - 1000;毛细管电压:3.5 kV;鞘气流速:10 L/min;辅助气流速:3 L/min;离子传输管温度:300℃;四极杆温度:150℃;傅里叶变换离子回旋共振(FT-ICR)单元的磁场强度:120 K;数据采集模式:正离子模式。

结果与讨论

仪器性能测试

在优化的仪器条件下,对多环芳烃标准混合溶液进行分析,考察了安益谱 Cassitrap 120K 质谱仪的分辨率、灵敏度、线性范围和稳定性等性能指标。结果显示,该质谱仪在全扫描模式下能够清晰地分辨出相邻的多环芳烃离子峰,其分辨率可达 120,000(FWHM),在低浓度水平下对多种多环芳烃化合物的检测灵敏度较高,最低检测限可达纳克级别。以萘为例,其在 0.1 - 100 ng/mL 的浓度范围内呈现出良好的线性关系,相关系数 R² > 0.999,且在连续 24 h 内对同一浓度标准溶液重复进样分析,其峰面积的相对标准偏差(RSD)小于 5%,表明该质谱仪具有良好的稳定性和重复性,能够满足沉积物中多环芳烃检测的定量分析要求。

沉积物样品分析

将经过前处理的沉积物样品溶液注入安益谱 Cassitrap 120K 质谱仪进行分析,通过与标准质谱图谱库比对以及结合二级碎片信息,对样品中的多环芳烃成分进行定性和定量分析。在所采集的沉积物样品中,检测到了多种常见的多环芳烃化合物,如萘、菲、蒽、芘等,其含量范围在几纳克每千克到几十纳克每千克之间。通过对不同采样点沉积物样品的分析,发现多环芳烃的含量存在一定的空间差异,这可能与沉积物的来源、周边污染源分布以及水动力条件等因素有关。此外,利用该质谱仪的高分辨能力,还能够对一些结构相似的多环芳烃同分异构体进行区分和鉴定,有助于更全面、准确地了解沉积物中多环芳烃的组成特征和污染来源。

结论

安益谱 Cassitrap 120K 四极杆傅里叶变换静电阱超高分辨质谱仪在沉积物多环芳烃检测中展现出了卓越的性能。其高分辨率、高灵敏度和高选择性使得能够对沉积物中低含量、复杂基质背景下的多环芳烃进行准确定性和定量分析,为深入研究沉积物中多环芳烃的环境行为、污染特征及生态风险提供了有力的技术支持。未来,随着该质谱技术的进一步发展和应用拓展,有望在更多环境污染物的检测分析领域发挥更大的作用,为环境保护和污染治理提供更多的科学依据。