安益谱 TQ9100 三重四极杆液质联用仪：水质中 31 种全氟和多氟化合物的精准检测方案
全氟和多氟化合物（PFAS）作为一类具有持久性、生物累积性的人工合成化学品，广泛存在于工业废水、地表水及地下水中。日本环境省最新监测数据显示，部分河川和地下水的 PFAS 浓度超标达 520 倍，其中全氟辛烷磺酸（PFOS）和全氟辛酸（PFOA）等物质已被证实与癌症、生殖毒性等健康风险密切相关。我国《重点管控新污染物清单（2023 年版）》已将 PFOA 及其盐类列为重点管控对象，环境水体中 PFAS 的精准检测成为生态环境监测的核心需求。安益谱 TQ9100 三重四极杆液质联用系统凭借高灵敏度、高特异性的技术优势，实现了水质中 31 种 PFAS 的同步精准测定，为环境风险评估与污染治理提供了可靠的数据分析支撑。
一、水质 PFAS 检测的技术挑战与 TQ9100 的应对策略
水质中 PFAS 检测面临三大核心挑战：痕量浓度检测需求（通常为 ng/L 至 pg/L 级别）、复杂基质干扰（如溶解性有机物、无机阴离子）以及多组分同步分析（涵盖碳链长度 C4-C18 的全氟羧酸、全氟磺酸及新型替代品）。传统检测方法存在前处理繁琐、灵敏度不足或抗干扰能力弱等问题，难以满足 31 种 PFAS 的同时精准分析要求。
安益谱 TQ9100 采用 “高效样品富集 + 超高效液相色谱分离 + 三重四极杆质谱选择检测” 的技术路径，针对性解决上述难题：通过优化固相萃取流程实现目标物的高效富集，结合小粒径色谱柱的高分辨率分离能力区分结构相似的同系物，最终利用 MRM 模式的双重质量筛选机制排除基质干扰，即使在复杂水体基质中也能实现 pg/L 级别的精准定量。
二、TQ9100 液质联用系统的核心技术解析
（一）超高效液相色谱模块：实现 31 种 PFAS 的高效分离
TQ9100 的液相色谱模块针对 PFAS 的极性差异与碳链长度特点，采用专用色谱柱与梯度洗脱技术，确保 31 种目标物的基线分离：
- 色谱柱选择：配备高分辨率 C18 反相色谱柱（如 2.1 mm×100 mm，1.7 μm 粒径），其高密度键合相可有效保留短链 PFAS（如全氟丁酸 PFBA，C4），同时通过疏水作用差异实现不同碳链长度同系物的分离（如 PFOA 与全氟壬酸 PFNA）。窄内径设计减少流动相消耗的同时，提高了质谱检测的灵敏度。
- 流动相优化：采用甲醇 - 5 mM ammonium acetate 水溶液作为流动相体系，通过梯度洗脱程序（0-2 min 5% 甲醇，2-10 min 5%-95% 甲醇，10-12 min 95% 甲醇）实现极性差异显著的 31 种 PFAS 的完全分离。添加 ammonium acetate 可增强 PFAS 的离子化效率，尤其对磺酸类 PFAS（如 PFOS）的响应提升达 30% 以上。
- 抗污染设计：借鉴沃特世 PFC Isolator 捕集柱技术原理，在色谱系统中串联专用捕集柱，有效吸附流动相及管路中的 PFAS 残留，显著降低背景干扰，确保短链 PFAS（如 PFBA）的准确检测。柱温箱精准控温（35℃）进一步保证保留时间的稳定性（RSD≤0.3%）。
（二）三重四极杆质谱模块：痕量 PFAS 的特异性检测
TQ9100 的质谱模块采用电喷雾负离子源（ESI-）+ 多反应监测（MRM）模式，针对 PFAS 的化学特性优化检测参数：
- 离子源参数优化：ESI 源喷雾电压设为 - 3.2 kV，毛细管温度 300℃，雾化气（氮气）流量 8 L/min。通过优化鞘气与辅助气比例，减少离子抑制效应，确保各类 PFAS（尤其是长链全氟羧酸）的稳定离子化。
- MRM 离子对选择：为 31 种 PFAS 分别设置专属 MRM 离子对，例如：
- PFOS：母离子 m/z 499→子离子 m/z 80（定量离子）、m/z 99（定性离子），碰撞能量 - 35 eV
- PFOA：母离子 m/z 413→子离子 m/z 369（定量离子）、m/z 169（定性离子），碰撞能量 - 25 eV
- 全氟己磺酸 PFHxS：母离子 m/z 399→子离子 m/z 80，碰撞能量 - 30 eV
- 快速切换能力：系统具备≤5 ms 的离子对切换速度，可在 15 分钟分析周期内完成 31 种 PFAS 的同步监测，每个化合物采集≥15 个数据点，保证定量准确性。
三、水质 31 种 PFAS 的检测流程
（一）样品前处理：痕量 PFAS 的富集与净化
针对水质样品的低浓度特点，前处理采用固相萃取（SPE）富集净化法，核心步骤包括：
- 样品预处理：取 1000 mL 水样，加入 5 mL 0.1% 甲酸调节 pH 至 3-4，同时加入同位素内标混合液（如 ¹³C₄-PFOA、¹³C₄-PFOS），涡旋混匀后静置 30 分钟，使内标与目标物达到分配平衡。
- SPE 柱活化与上样：采用 WAX（弱阴离子交换）固相萃取柱，依次用 5 mL 甲醇、5 mL 水活化。水样以 5 mL/min 流速过柱，利用静电引力与疏水作用保留 PFAS。
- 淋洗与洗脱：用 5 mL 2% 甲酸水溶液淋洗去除干扰杂质，氮气吹干柱床后，用 4 mL 甲醇（含 0.1% 氨水）洗脱目标物，收集洗脱液。
- 浓缩复溶：洗脱液在 40℃下氮吹至近干，用 1 mL 甲醇 - 水（1:1，v/v）复溶，过 0.22 μm 滤膜后供 LC-MS/MS 分析。该流程的富集倍数达 1000 倍，可将 ng/L 级别的目标物浓缩至 μg/L 级别。
（二）仪器分析与数据处理
- 仪器条件设置：
- 液相条件：色谱柱 C18（2.1×100 mm，1.7 μm），柱温 35℃，流速 0.3 mL/min，进样量 10 μL；流动相 A 为 5 mM ammonium acetate 水溶液，B 为甲醇；梯度洗脱程序如表 1 所示。
- 质谱条件：ESI 负离子模式，喷雾电压 - 3.2 kV，毛细管温度 300℃；MRM 参数按不同 PFAS 优化（详见表 2 典型化合物参数）。
- 定量分析：配制 0.01、0.05、0.1、0.5、1、5 μg/L 的混合标准溶液（含相同浓度同位素内标），按上述流程分析后绘制标准曲线（要求 R²≥0.998）。样品中 PFAS 浓度通过样品峰面积与内标峰面积的比值代入标准曲线计算得出，同位素内标法可有效校正前处理损失与仪器响应波动。
四、TQ9100 的性能优势与应用价值
（一）核心性能指标
- 高灵敏度：31 种 PFAS 的方法检出限（MDL）为 0.5-2.0 ng/L，定量下限（LOQ）为 1.0-5.0 ng/L，满足我国地表水环境质量标准对 PFAS 的痕量检测要求。
- 优异精密度：在 5 ng/L 加标水平下，保留时间 RSD≤0.3%，峰面积 RSD≤5%（n=6），确保不同批次样品检测结果的一致性。
- 宽线性范围：各化合物线性范围覆盖 0.01-10 μg/L，可同时满足清洁水体与污染水体的检测需求。
- 高效净化能力：通过优化 SPE 流程与色谱分离，基质效应降低至 ±15% 以内，显著优于传统方法。
（二）实际应用场景
- 环境监测领域：可用于地表水、地下水、工业废水等不同类型水体中 PFAS 的常规监测，为《重点管控新污染物清单》的实施提供技术支撑。
- 污染溯源研究：通过同步分析 31 种 PFAS 的组成特征与浓度分布，判断污染来源（如氟化工排放或消费品降解）。
- 治理效果评估：对污水处理厂进出水进行 PFAS 监测，评估 Zn 基电絮凝等新型处理技术的去除效率。
五、总结
安益谱 TQ9100 三重四极杆液质联用系统通过优化的样品前处理流程、高效的色谱分离与高特异性的质谱检测技术，实现了水质中 31 种全氟和多氟化合物的精准定量。该方案不仅满足痕量污染物的高灵敏度检测需求，更通过多组分同步分析能力提高了检测效率，为环境监测机构、科研单位提供了可靠的分析工具。随着 PFAS 管控政策的不断完善，TQ9100 将在污染调查、风险评估与治理效果评价中发挥重要作用，助力我国新污染物治理体系的建设与实施。
