因创新而不同—质谱和水质安全检测那些事

2019-02-13 15:16:36 SCIEX

视频讲堂：MasterView 软件在未知样本中筛查未知成分

因创新而不同AB SCIEX质谱和水质安全检测那些事（一）

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2014年12月25日，央视报道，我国部分地表水抗生素含量惊人，山东鲁抗的外排污水中抗生素含量达到了53000多纳克/升，甚至在南京居民家中的自来水也有抗生素检出。去年5月，《科学通报》上一篇文章称，我国地表水中含有浓度较高的68种抗生素。国外，对抗生素类PPCPs的检测标准是EPA 1694（LC-MS/MS法），我国现行的饮用水106项标准中不包含对抗生素的监测指标。

抗生素是由微生物产生的，用于抑制其他微生物生长的有机化合物。目前，抗生素一般可分为β－内酰胺类、喹诺酮类、四环素类、氨基葡糖苷类、大环内酯类等。自从1929 年青霉素首先得到临床应用以来，抗生素主要作为人类临床治疗、急救类药物、畜产品和水产品的促生长剂、抗真菌细菌药物等被广泛使用。

现有的分析数据表明，人类和动物所使用的大部分抗生素类药物并没有得到有效利用，常常未经代谢便通过粪便或者尿液排出体外，进入环境。然而现有主流污水处理工艺和环节，对于残留抗生素的处理效率极低，这使得以城市污水处理厂、家畜饲养场、渔业养殖场为代表的点源、面源污染，给地下和地表水体造成潜在的威胁，进而影响人类的饮用水安全。

针对于抗生素等一大类水中污染物，国外很早就已经关注，美国EPA（环保署）称其为：药物及个人护理品（PPCPs）这一名称，PPCPs是人或动物为了健康或美容的目的使用的一大类化学物质，包括芳香剂、防晒剂、个人卫生用品及营养添加剂等，具有长期活性，会干扰内分泌，可分为婴儿护理、男性护理、肥皂、除臭剂、沐浴及身体护理、牙膏等类别。一般为化学合成物质，环境检测多见于下水道流出物，浓度依赖于多种因素，可低至ng/L-μg/L。长期的低浓度PPCPs对环境的危害一直在研究中，即使低至1 ng/L也会产生副作用。药物残留包括抗生素、激素、止痛剂及消炎药、清洁或防感染类化合物、内分泌干扰物等，其中最常使用的药物是止痛剂和非类固醇消炎药（non-steroidal anti-inflammatory drugs，NSAIDs）。

饮用水体中的残留抗生素多以痕量水平存在，并且种类繁杂，这给检测工作带来了困难，因此往往需要在检测前对水体中的残留药物进行富集，目前文献中报道过液液萃取、固相萃取、液相微萃取、固相微萃取等多种技术，但各有利弊。而在检测环节，常用的气相色谱－质谱技术，液相色谱－紫外/荧光检测技术等均曾经被用于抗生素药物残留的检测，但由于仪器灵敏度低、适用范围窄等原因，主要用于含有高浓度残留抗生素的污水的检测，对于饮用水体的检测，由于抗生素浓度水平较低，对检测人员形成了巨大的挑战，液相色谱/串联质谱检测技术灵敏度高、选择性好的特点，可以采用饮用水直接大体积进样方式，不需要水样的富集，直接对饮用水样品中抗生素物质进行检测。

质谱的基本概念：
• 质谱是什么？
–特殊的天平：称量离子的质量。
–质谱学：是一门研究气相离子结构、性质及反应行为的科学。
• 质谱能做什么？
–定性：化合物的结构
–定量：混合物的组成
–领域：化学、生物学、医学、药学、环境、物理、材料等
• 质谱的独到之处是什么？
–Sensitivity （灵敏）
–Speed （快速）
–Specificity （特异）