直击PFOS分析痛点，让异构体分离更简单！

2020年10月26日，一则来自于《东京新闻》的报道曾引起环保人士的关注，报道称，一项对东京部分居民血液中有害物质的调查结果显示，调查样本中一半人数血液中某有害物质的含量超过日本平均值2倍多, 浓度达到18ng/ml，其可能导致肝毒性、发育毒性、免疫毒性以及内分泌干扰效应，这种有害物质就是——全氟辛烷磺酸 （PFOS）。

实际上，早在2009年，PFOS在环境中的暴露就已经引起了国际社会的关注，斯德哥尔摩公约第四次缔约方大会决定将全氟辛烷磺酸及其盐类（PFOS）与全氟辛烷磺酰氟（PFOSF）列入公约。为适应新的履约需求，在我国近期更新的中国履行《斯德哥尔摩公约》国家实施计划中，也将PFOS纳入了计划中，并将动用2400万美金来实现其在重点行业的淘汰和替代，这使得全氟化合物受到大家广泛的关注。

因此，加强对PFOS的监测成为了一项十分重要的工作。但是目前的检测技术并不能完全满足PFOS类化合物的分析要求。主要难点在于：

PFOS存在大量同分异构体，对于常规的LC手段来说，分离难度很大。而不同的异构体在生物体内的累积行为以及生物毒性具有很大的差异，因此对于PFOS同分异构的研究和分析是十分必要的。

PFOS在饮用水等中的含量非常低，这对检测方法的灵敏度提出了很高的要求。

布鲁克timsTOF系统具有离子淌度分离的功能（图1），能够快速实现同分异构体的分离，并且能够显著提高目标化合物的灵敏度。

图1：布鲁克双离子淌度池（TIMS）分离示意图    

依靠离子淌度高分辨率，timsTOF 可以在色谱分离与飞行时间质谱分离物质之外，再增加一个正交的分离维度，根据化合物三维结构的不同使化合物得以分离，并且准确测得化合物的碰撞横截面（Collision Cross Section，CCS）。在使用常规液相对PFOS异构体进行分离时，存在着共流出的现象（图2），而经过离子淌度的分离之后，PFOS的同分异构体得到了更好的分离，且CCS值的测定具有高重复性高准确度的特点，与文献PFOS的测定值的偏差在0.2%以内 [1]（图3）。

图2：PFOS提取离子色谱图（m/z 498.9302±0.005 Da），LC分离效果不理想

图3：PFOS同分异构体通过在淌度中得到更好的分离，CCS值呈现高重复性和高准确度

除了离子淌度高分辨率的特点以外，布鲁克timsTOF 双淌度池的设计可以大大的提升PFOS检测的灵敏度，不同浓度的PFOS在“TIMS off”和“TIMS on”模式下的响应情况如图4，可见，TIMS on模式大大的提高了PFOS的检测限和信噪比。

图4：“TIMS off”和“TIMS on”模式下PFOS的提取离子流图，Gaussian smoothing (1 point, 3 cycles)

由此可见，布鲁克timsTOF 系统高淌度分辨率的特点对于同分异构体的分离具有巨大的优势，且TIMS的独特设计使得淌度池的增加不但没有造成离子响应和信噪比的损失，反而大大提高了检测的灵敏度，尤其适合于PFOS这种同分异构多且微量的环境污染物的分析。

参考文献

[1] Dodds J.N. et al. (2020). Rapid Characterization of Per-and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS) by Ion Mobility Spectrometry–Mass Spectrometry (IMS-MS), Anal Chem 92:4427-4435. doi:10.1021/acs.analchem.9b05364