如何降低钠对邻苯二甲酸酯类在LC-MS检测的影响

2019-10-29 11:50:22, 研发中心上海安谱实验科技股份有限公司

邻苯二甲酸酯类（phthalic acid esters，PAEs）是环境激素类物质中的一类化合物，作为增塑剂被广泛应用于塑料工业中，也被用作农药载体、玩具、化妆品、清洁剂、食品包装材料及涂料的组分，而PAEs与聚烯烃类塑料分子之间由氢键或范德华力连接，各自具有相对独立的化学性质，极易转移进入水、土壤、大气环境中。近年来的研究表明，邻苯二甲酸酯类可以干扰动物和人体正常内分泌功能，在体内长期积累会导致畸形、癌变和突变。因此，邻苯二甲酸酯类的分析检测也受到了人们的重视，采用的分析方法主要有气相色谱、气质联用法、液相色谱和液质联用，目前现行的标准有GB 5009.271-2016、GB 31604.30-2016、GB/T 35104-2017、SN/T 2249-2009、LS/T 6131-2018、SN/T 3147-2017、SN/T4606-2016、SN/T 4121-2015、DBS52/ 024-2017、DB32/T 2958-2016、GBZ/T 300.130-2017等。

PAEs的检测方法各有利弊，气相色谱和液相色谱的定量限相对较高，并且需要达到完全的分离才能进行定量，气质联用和液质联用的定量限可以做到相对较低，且不需要达到完全的分离，气质联用采用单离子检测扫描（SIM）模式定量，而液质联用采用多反应监测（MRM）模式定量，即液质联用为母离子经碰撞后形成对应的子离子，这样的采集方式噪音和干扰被排除的更多，灵敏度和信噪比也会更高，特别是对于复杂的、基质背景高的样品，液质联用要比气质联用更具有优势，而液相的管线部分采用塑料管线，这可能会有少量的塑化剂在流动相中溶出，需要要进行背景扣除。因此，采用液质联用检测邻苯二甲酸酯类具有很大的优势。

对邻苯二甲酸酯类进行液质检测时，通常会有这样的规律，在进行一级全扫时，邻苯二甲酸酯类其钠盐[M+Na]+峰的丰度非常高，质子化离子[M+H]+丰度几乎看不见，且[M+Na]+峰不易打碎，本文介绍了如何降低[M+Na]+峰的强度，提高[M+H]+峰的强度。

标准品配制：称取邻苯二甲酸二(4-甲基-2-戊基)酯（BMPP）、邻苯二甲酸二(2-乙氧基)乙酯-D4（DEEP-D4）、邻苯二甲酸二戊酯-D4（DNPP-D4）各1mg，用二氯甲烷溶解配制成1000mg/L的储备液，并用乙腈稀释成约1μg/ml的溶液，待检测用。

以DEEP-D4为例，进行一级全扫时，出现[M+Na]+峰，见图1.A，且只能扫到[M+Na]+峰，并不能看到[M+H]+峰，在提取[M+H]+峰进行子离子扫描时未能提取出来。

图1 DEEP-D4的一级全扫图

第一步尝试：向DEEP-D4中加入少量0.1%甲酸水溶液后，仍不能检测到[M+H]+峰，见图1.B，于是进行第二步尝试：向DEEP-D4中加入少量5mM乙酸胺水溶液（含0.1%甲酸）后情况发生好转，出现[M+H]+峰315.3，见图1.C，但仍以[M+Na]+峰值最高。

将[M+H]+峰和[M+Na]+峰这两种离子打碎后比较（离子强度见表1），碎片离子的强度以[M+H]+峰315.3的碎片离子强度高，[M+Na]+峰不容易打碎，造成其碎片离子的强度不高，所以在选用母离子时仍以[M+H]+峰的碎片离子来定量。

表1 DEEP-D4加入乙酸铵溶液后的碎片离子强度

经过方法优化后，采用LC-MS对三种邻苯类化合物进行检测，检测方法和谱图如下：

LC-MS方法

色谱条件

流动相：乙腈（A）-5mM乙酸铵（含0.1%甲酸）水溶液（B）；

梯度洗脱程序：0-1min，5%A→50%A；1min-3min，50%A→95%A；3min-7min，95%A；7min-9min，95%A→98%A；9min-9.1min，98%A→5%A；9.1-12min，5%A；

色谱柱：Athena C18（100mm*2.1mm，3μm）；

流速：0.4ml/min；

柱温：30℃；

正离子模式电压：3500V；

离子传输管温度：350℃；

蒸发温度：275℃；

鞘气流速：35L/min；

辅助气流速：7L/min。

实验谱图

图2 三种邻苯类化合物的定量离子对图谱

[M+Na]+峰丰度过强原因可能是邻苯二甲酸酯类的酯键中O原子有未配对的孤对电子，而钠离子没有电子的空轨道，所以容易结合钠离子形成带电粒子，当样品含有多个O原子时，[M+Na]+峰形成的几率增大，[M+H]+峰的比例逐渐减少甚至消失。当样品含多个S、N原子时也会存在同样的问题。

钠从何而来呢？这和试验中用到的进样小瓶、溶剂、仪器管路以及试验中所用到的耗材中含有微量的钠有一定的关系。钠作为一种外在的来源，且[M+Na]+峰不易打碎，离子碎片响应低，因此，不建议使用[M+Na]+峰作为检测离子。

由于钠的来源有很多，无法避免，因此在检测含有多个O、S、N的化合物，像邻苯二甲酸酯类化合物容易造成[M+Na]+峰丰度过高，可向样品溶液中少量的挥发性酸，如0.1%甲酸，如果仍无法提高[M+H]+ 峰的强度，乙酸铵作为正负离子模式下都可以使用的增强离子化的添加剂是很好的选择，而加入量不易过高，过高可能会造成离子抑制。