水中11大类145种药品和个人护理品的测定

2024-02-29 13:41:00, 孙慧婧* 艾杰尔-飞诺美（Agela & Phenomenex）

本文转自：“色谱期刊”微信公众号

超高效液相色谱-三重四极杆质谱法测定水中11大类145种药品和个人护理品

, 崔冬妮, 董冰洁, 王荟, 胡冠九

1.江苏省环境监测中心, 国家环境保护地表水环境有机污染物监测分析重点实验室, 江苏南京 210019

2.江苏省南京环境监测中心, 江苏南京 210019

前言

药品和个人护理用品(PPCPs)属于新污染物中的一类,涵盖了所有人用和兽用的药品,如抗生素、降压药、降糖药、抗病毒药、β-受体激动剂等,以及个人护理品包括抗菌剂、驱虫剂和防腐剂等。根据文献报道全球多个天然水体和饮用水中检出大量的PPCPs。天然水体中的PPCPs主要来自于医院、污水厂和养殖场污水的排放。PPCPs已经被证实对淡水鱼类和无脊椎动物会产生不良影响,例如咖啡因会影响海马的神经系统,导致海马反应缓慢并逐渐失去行为控制能力;二甲双胍对鱼类有生殖毒性,能够使雄鱼体内卵黄蛋白原基因表达上调;三氯生可以干扰藻类的光合作用和细菌的繁殖等。同时PPCPs在动植物体内产生富集,进而通过食物链进入人体,影响人体健康。环境中多种PPCPs共存,混合物毒性可能会产生叠加效应,导致毒性增强,在低剂量的长期暴露下将会对人类健康和生态环境带来潜在危害。

PPCPs属于新污染物中的一大类,为加强新污染物治理,保障生态环境安全和人体健康,国家出台了《新污染物治理行动方案》,首次将新污染物调查试点监测纳入生态环境监测体系。因此建立覆盖目标物种类较全的水中药品和个人护理品的检测方法,获取水体环境中各类PPCPs的基础污染数据,可为后续生态环境管理部门加强过程控制、减少污染物排放、规范药品使用、构建完善的药品和个人护理品环境管理体系提供技术基础。

PPCPs种类繁多,且环境中水平低,因此建立灵敏度高、覆盖种类全面、多组分同时分析的高通量分析方法是准确掌握水环境中PPCPs污染水平、有效开展防治措施及风险评估的前提和基础。高效液相色谱-串联质谱法(HPLC-MS/MS)可同时分析多种极性或非极性的PPCPs,成为环境中PPCPs测定的主要仪器方法,如许红睿等建立了17种PPCPs的HPLC-MS/MS测定方法,并将其用于苏州市区113份水源水的分析。固相萃取法广泛用于水中有机物的分离富集,是一种常用的PPCPs前处理方法,但该方法采用选择性吸附与选择性洗脱的原理对目标化合物进行富集浓缩,因此测定的化合物种类具有局限性,且前处理过程冗长。

本文在前期研究基础上,考虑我国PPCPs的生产和使用情况,结合国家和地方标准以及标准物质的易获得性,拓展了目标物的种类和数量,选取常见的药物及个人护理品,采用大体积直接进样的方式,建立了UHPLC-MS/MS测定地表水中11大类145种PPCPs的方法,该方法避免了复杂的前处理过程,操作简便快速,灵敏度高,同时具备高通量筛查的特点,为水中PPCPs的检测提供了简单快速的解决方法,同时为获取水体环境中各类PPCPs的基础污染数据以及构建完善的药品和个人护理品环境管理体系提供了技术支撑。

样品前处理

根据文献方法进行样品前处理。量取100 mL水样,经0.22 μm的再生纤维素滤膜过滤后,加入0.025 g Na₂EDTA,再用甲酸或氨水调节pH值至6.0~8.0。取调节后的水样1.0 mL,加入10 μL内标使用液后,混匀,直接进样。

色谱条件

色谱柱:Phenomenex Kinetex C18柱(50 mm×3 mm, 2.6 μm)；P/N：00B-4462-Y0;正离子模式:流动相A为含5 mmol/L甲酸铵的0.1%甲酸水溶液,流动相B为乙腈;负离子模式:流动相A为5 mmol/L甲酸铵水溶液,流动相B为乙腈;流速:0.4 mL/min;梯度洗脱程序:0~1.5 min,5%B;1.5 ~10.0 min, 5%B~70%B;10.0 ~13.0 min, 70%B~90%B; 13.0 ~14.0 min, 90%B; 14.0 ~14.2 min, 90%B~5%B; 14.2~15.0 min, 5%B。进样量:100 μL。

质谱条件

采用ESI源,离子源加热温度为500 ℃,检测方式为智能化分时间段-多反应选择离子监测(Schedule-MRM)模式。正离子/负离子检测;喷雾电压为5500 V/-4500 V;雾化气压力为345 kPa (50 psi);辅助气压力为345 kPa (50 psi);气帘气压力为207 kPa (30 psi)。各化合物的质谱参数见原文表1。

实际样品的分析

采用本文建立的方法对20个地表水样品和6个饮用水样品进行测定,共有93种(64%)化合物被检出。

20个地表水样品中PPCPs总含量为276.9~2705.7 ng/L,平均含量为989.2 ng/L。其中抗病毒药、降糖药和精神麻醉类药品检出的含量所占比例最大,检出率为100%,含量最高的化合物分别为金刚烷胺(771.4 ng/L)、二甲双胍(632.8 ng/L)和咖啡因(452.6 ng/L)。6个饮用水样品中检出的PPCPs总含量为140.5~211.5 ng/L,平均含量为177.8 ng/L,主要检出抗生素、抗病毒药和降糖药。

结论

本文建立了大体积直接进样测定水环境中145种PPCPs的超高效液相色谱-三重四极杆质谱法。方法无需对水样富集,精密度好,灵敏度高,操作方便,实用性强,可为大批量同时快速检测地表水和生活饮用水中145种PPCPs提供技术参考,为准确掌握水体中PPCPs的污染水平及环境管理提供技术支撑。

文章信息

色谱, 2024, 42(1): 24-37

DOI: 10.3724/SP.J.1123.2023.04004