液相色谱-质谱联用检测医药废水中苯乙酸的含量

2018-11-07张玉娜王倩文

分析科学学报 2018年5期

张玉娜，王倩文*

(青岛农业大学中心实验室，山东青岛 266109)

苯乙酸又名苄基甲酸，其化学性质活泼，在羧基和苯环上均可发生化学反应，是医药、农药、香料等有机合成的中间体。医药工业中生产青霉素、地巴唑等药物的过程中均有副产物苯乙酸产生[1 - 4]，其中苯乙酸含量直接影响着下游产品的质量，因此，准确测定其中苯乙酸含量，可为下游产品生产提供数据支持，以提高目标产物的质量[5]。医药废水成分复杂且其中苯乙酸含量差异很大，之前报道的比色方法[6]操作繁琐且准确度不能满足准确定量的需求；高效液相色谱方法[7 - 8]只能对苯乙酸含量进行加标检测，很难实现苯乙酸的精确定量。液相色谱-质谱联用方法集传统液相色谱的高分离能力和质谱的高灵敏度、高选择性与一体[9 - 10]。基于此，本文提出采用液相色谱-质谱联用方法检测医药废水中苯乙酸的含量，该方法操作简便、快速高效，且具有良好的精密度、准确度和重复性，可用于医药废水中苯乙酸的精确定量。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

1290/6460超高效液相色谱-四极杆质谱联用仪(美国，Agilent公司)；5424R高速冷冻离心机(德国，Eppendorf公司)；Milli-Q去离子水发生器(美国，Millipore公司)。

苯乙酸标准品(纯度>99%，国家标准物质研究中心)溶液：精确称取一定量苯乙酸标准品，配制成1.04 mg/mL标准储备溶液。甲醇(色谱纯，德国Merck公司)，甲酸(分析纯，国药集团化学试剂有限公司)。实验用水为去离子水。

1.2 实验条件

1.2.1样品前处理取4组不同工艺阶段的医药废水为测试样品，分别编号1#～4#。样品经高速冷冻离心机在4 ℃下,以15 000 r/min离心20 min，再经0.22 μm滤膜过滤后，直接上机检测。

1.2.2色谱条件色谱柱为Eclipse Plus C18柱(50×2.1 mm)，流动相为2 mmol/L甲酸水溶液(A)和甲醇(B)，流速为200 μL/min，梯度洗脱条件为：0～0.5 min，35%B；0.51～1 min，95%B；1～2 min，100%B；柱温30 ℃，进样量2 μL。另外，为防止不同样品之间的交叉污染，进样针每次取样之后都用甲醇溶液冲洗一次。

1.2.3质谱条件质谱采用电喷雾离子源，负离子(ESI-)扫描模式，扫描方式为多反应监测模式(MRM)，定量离子对m/z135/91，碎裂电压50 V，碰撞能量3 eV，锥孔电压25 psi，毛细管电压3 500 V，干燥气流速8 L/min，干燥气温度350 ℃，鞘气流速10 L/min，鞘气温度350 ℃。

2 结果与讨论

2.1 液相色谱条件的选择

实验选择水和甲醇的混合溶液为流动相，其中水相为2 mmol/L甲酸水溶液。甲酸的加入可提高检测物质的离子化效率，使检出信号增强。实验证明浓度为2 mmol/L甲酸既能保证流动相基质对测定结果不构成干扰，又能有效增强待测物质的检出信号，提高检测的灵敏度。在优化的色谱条件下，3 min即可完成一个样品的分析检测，该条件下得到苯乙酸标准品与样品的色谱图如图1所示。

2.2 质谱条件的选择

采用直接进样方式将10.42 mg/L的苯乙酸标准溶液分别进行正、负离子模式扫描，根据准分子离子峰信号强度确定选择负离子扫描模式，得到苯乙酸的准分子离子。然后以选定的准分子离子为母离子进行二级质谱扫描，得到苯乙酸二级质谱图，如图1所示，选择定性、定量离子对为m/z135/91。

图1 苯乙酸标准品(A)、样品(B)色谱图及其二级质谱(C)图Fig.1 Chromatograms of phenylacetic acid standard (A), sample(B) and mass spectrum of phenylacetic acid(C)

2.3 方法的线性范围、检出限、回收率及精密度

用去离子逐级稀释得到苯乙酸系列标准工作溶液(104.16、52.08、10.42、5.21、1.04 mg/L)，分别进样测定，以样品的峰面积(Y)对质量浓度(X)进行线性回归。得到标准曲线方程：Y=401.3X-1433，线性范围为1.04～104.16 mg/L，线性相关系数R2=0.996。以空白水样进行加标实验，以检测信号信噪比(S/N)>3得到方法对苯乙酸的检出限为0.12 mg/L；以S/N>10确定方法定量限为0.39 mg/L。

精确称取苯乙酸标准品，以浓度5 mg/L和50 mg/L分别加入4组样品中，充分溶解后经与样品前处理同样的步骤后上机分析，重复5次实验得到该方法的加标回收结果。从表1可以看出，方法加标回收率范围为96.42%～101.85%，相对标准偏差(RSD)范围为0.72%～5.27%。表明方法具有良好的精密度和较高的准确性。