让可疑PFAS无所遁形｜安捷伦高分辨液相色谱-质谱解决方案

PFAS

近年来，全氟与多氟烷基物质（PFAS）广受关注，该类化合物种类繁多，目前美国 EPA 的 PFAS 列表已经达到一万余种。PFAS 广泛应用于纺织、造纸、食品包装、化妆品、厨具、电镀、消防等多个行业，其在生产、使用和回收环节均可能进入环境，因其持久性、生物累积性和迁移性，在环境中广泛存在。

目前，对 PFAS 环境调查与风险评估的工作日益系统且深入，越来越多的国际组织和国家对传统 PFAS 的生产与使用限制及排放管控愈发严格，越来越多的替代品开始被大量应用。但由于涉及商业机密，很多生产商对其产品中的 PFAS 成分秘而不宣，相关的标准品也无法获取，这就使得全面了解环境中 PFAS 的赋存状况面临着巨大的挑战。

典型案例 

消防演练和火灾现场用于扑灭 B 类火灾广泛使用的水成膜泡沫（AFFF）是环境中 PFAS 的主要来源之一，这是由于其配方的核心成分是氟碳表面活性剂（FS）。已有研究表明，目前市场上主流 FS 产品中传统的 PFAS（如 PFOS、PFOA 等）含量较低，取而代之的是各种新型替代 PFAS。那么目前主流的 FS 产品中主要有哪些新型 PFAS？应急消防事件中 AFFF 的大量使用，对周边水体 PFAS 水平和生态环境会产生怎样的影响呢？

安捷伦质谱技术的应用

为回答这些问题，安捷伦和清华大学环境学院黄俊教授课题组合作开展消防泡沫和氟碳表面活性剂及受消防泡沫影响的水体中 PFAS 的解析 [1]。在该研究中，研究团队针对离子型 PFAS，采用了基于安捷伦 1290 Infinity II UHPLC-6546 QTOF/MS 联用平台的超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱技术，结合自建数据库、深度数据挖掘、谱图与结构相关性解析等手段和技术，首次建立了完善的针对 PFAS 可疑与非靶向筛查流程（见图 1），在安捷伦的 MassHunter 软件平台上实现了对 FS 产品和 AFFF 浓缩液中的 PFAS 选择性深度数据挖掘，由此鉴定出 70 余种 PFAS，详细结果请参阅安捷伦正式发表应用报告 [2]。

图 1. PFAS 的可疑与非靶向筛查流程

针对鉴定的 PFAS 化合物，采用 MassHunter PCDL 数据库管理软件，建立了含有二级质谱图的 PCDL 库，可以实现受 AFFF 影响环境水体中 PFAS 的快速可疑筛查。图 2 显示的是一种新型替代物 PFHxSNO 在不同碰撞能下的二级质谱图及其碎裂方式。对相应的碎片结构式进行理论 m/z 计算后，发送到 PCDL 管理软件中，即可生成该化合物的标准化的二级质谱图。

图 2. PFHxSNO 在不同碰撞能（10, 20, 40V）下的二级谱图及解析出的结构式

基于上述识别出的 PFAS 建立的 PCDL 谱库，可以采用数据非依赖的采集模式，按照可疑筛查流程实现快速筛查水体及其它复杂基质中的 PFAS。如图 3 所示，通过结合 PCDL 库的分子式和二级质谱碎片离子信息检索发现，所采集的受 AFFF 影响的水样中含有 6:2 FTAB 的母离子和多个特征碎片离子（图 3-A），而且母离子和碎片离子色谱峰共流出，共流出比值接近 1（图 3-B），由此表明该水体样品中含有 6:2 FTAB，一种新型的用于消防泡沫生产中的 PFAS。

图 3. 非数据依赖采集结合 PCDL 库筛查受影响水体中发现存在 FTAB

基于数据非依赖型采集模式的可疑筛查流程较传统模式效率更高，且借助所建立的完备的 PFAS 谱库（分子式结合碎片离子确证），通过一次进样即可识别近百种 PFAS，从而大大提高筛查通量。

安捷伦最近发布的新版的数据库管理软件 ChemVista 允许用户应用公共数据库资源并快速转化成安捷伦 MassHunter 平台的数据库格式，大大增强用户应用公共数据库解析未知化合物的能力。结合最 新发布的安捷伦 MassHunter Explorer 软件，可以支持用户在分子式水平快速筛查批量样品中具有 PFAS 分子特征的色谱峰，然后结合二级质谱信息和谱图库或结构解析软件对具有 PFAS 分子式特征的色谱峰进一步解析（见示意图 4），大大简化并加快筛查解析流程，增强未知 PFAS 解析的可靠性。

图 4. 结合公共数据库的 PFAS 可疑与非靶向筛查流程

随着对 PFAS 相关的新污染物关注度的日益提升，越来越多的研究者将研究目光投向环境介质中未知 PFAS 的解析、鉴定以及可能的生态风险评估中。上述基于超高效液相色谱-串联四极杆飞行时间质谱的 PFAS 筛查流程可以应用到更为广泛的环境介质中的 PFAS 筛查。

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安捷伦整合仪器、色谱柱及其他消耗品等资源以及有关 PFAS 分析的专业知识，开发出涵盖整个 PFAS 检测工作流程的分析解决方案，为您提供已经验证的可靠全流程解决方案，助您快速、轻松地建立 PFAS 分析检测能力。该解决方案不仅包含经过性能验证的可靠的管路无氟 LC/MS/MS 系统以及基于不同法规的准确定量方法，而且包含可靠的样品前处理消耗品，自动在线固相萃取解决方案、PFAS MRM 数据库和大方法，以及可疑与未知 PFAS 筛查方案。

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参考文献：

1. Liu L.Q., Lu M.L., Cheng X., Yu G., Huang J. Environ. Intern., 2022 (167), 107398. 

2. Agilent Application Note, 5994-6954ZHCN.