应用 | 自来水中 10 种全氟化合物（PFAs）的全自动固相萃取应用

摘要

本应用使用了一种特定的固相萃取柱AttractSPE? PFAs，这种固相萃取柱可以特异性地分离全氟化合物（PFAs）。在Gilson GX- 274 ASPEC? 大体积全自动固相萃取系统（图 1）上使用该固相萃取柱，对样品进行纯化和浓缩，以便后续的 LC-MS/MS 分析。

全氟化合物（PFAs）的检测极具挑战性。它们是分析系统中常见的材料成分，存在于 HPLC系统，溶剂，样品瓶，泵，阀和管路等配件中。它们会导致样品污染和高本底背景，掩盖痕量的全氟化合物（PFAs）不被检出，或者导致假阳性结果。

Z终结果表明，使用 Gilson GX-274 ASPEC? 大体积全自动固相萃取系统没有潜在的 PFAs 污染，并且具有高回收率和重现性。

EPA 537-1[1]方法描述了样品的收集、保存、储存、分析和玻璃器皿处理等方面的诸多注意事项。它还禁止使用可能导致意外污染的材料，以确保Z终得到更加清晰可靠的分析结果。

在本应用中，使用Gilson HDPE样品瓶和Gilson PIPETMAN? DIAMOND 吸嘴进行样品处理和标准品制备。Gilson GX-274 ASPEC? 大体积全自动固相萃取系统搭配使用 PEEK 管路，以避免使用任何含氟聚合物（如PTFE 或FEP），降低样品制备过程中的污染风险。

固相萃取柱柱体以及其中所含的滤芯和填料也可能是污染源。因此，AFFINISEP 公司开发了一种特别的  AttractSPE? PFAs 固相萃取柱，专用于全氟化合物的分离。AttractSPE? PFAs 固相萃取柱不会产生任何 PFAs 污染。

Z佳实践表明：为了降低污染风险，所有取样容器在使用后丢弃；优先选择丁腈手套而非其他手套材料，并定期更换；避免使用一切玻璃或含氟聚物容器，以防PFAs 的表面吸附或因容器材质导致的污染。

高效液相色谱仪(HPLC)通常包含PTFE(聚四氟乙烯, 特氟龙)部件和管路。加之溶剂中可能存在的微量 PFAs(全氟化合物)或其他含氟物质，可能会阻碍低浓度目标化合物检测。从 HPLC 系统释放的含氟物质通常会在色谱柱的前端聚积，从而产生干扰。为了Z大程度的减少这种干扰，所有PTFE及任何其他含氟或全氟聚合物都必须用不含氟材料代替。此外，尽管存在一定困难并增加了成本，所有使用的溶剂必须是经过验证的无PFAs 溶剂。

本应用所使用的另外一种方法，是在液相色谱泵和进样器之间安装延迟柱。上图（图2）显示了延迟柱在 HPLC 流路中的合适位置。来自溶剂和液相色谱泵的干扰物质在延迟柱的前端聚集，造成保留时间的偏移。这种保留时间的偏移可有效地将干扰物与待分析的 PFAs 分离。这是一种简单且经济有效的解决方案。

在分析PFAs（全氟化合物）时， PFOA（全氟辛酸）是一种Z常见的干扰物。我们使用两种溶液分别进行检测（图 3），一种是只含甲醇的空白溶液，另外一种是含有 0.5μg/L 的 PFOA 的甲醇溶液，以证明使用延迟柱（Silact? C18 LC-P50 x 2.1 cm, 3 μm）方法的有效性。

进样 0.5μg/L PFOA 溶液（图 3）显示两个峰。第一个峰出现在 16.69 分钟处，对应样品中 0.5μg/L 的 PFOA，而第二个峰出现在 17.59 分钟处，对应来自 HPLC 系统和溶剂中延迟的 PFOA干扰。进样空白甲醇溶液在预期的保留时间没有显示出干扰。延迟柱可以消除浓度大约在 0.05-0.1μg/L之间的 PFOA 干扰。

使用 Gilson GX-274 ASPEC? 大体积全自动固相萃取系统和 6 mL AttractSPE? PFAs 固相萃取柱，对自来水进行固相萃取。固相萃取柱所含的聚合物填料 WAX 已经过特殊处理，确保其完全不含PFAs，并且对 PFAs 具有高特异性高吸附性。

PFAs 检测的样品前处理自动化是通过 Gilson GX-274 ASPEC? 大体积全自动固相萃取系统实现的。该系统配有独立的废液管路和 VALVEMATE? II 样品切换阀。系统使用 PEEK 管以降低 PFAs 吸附及导致污染的风险。溶剂和 500mL自来水样品装在 Gilson HDPE 瓶中。

自来水的硬度非常高（ Ca2+~300mg/L ，NO??~20 mg/L、Cl?~0.3 mg/L）。对于每个样品，先将 475 mL 自来水与 25mL甲醇混合，再用100μL甲酸将pH值调节至4左右，然后再加入浓度为 24 ng/L 的 10 种 PFAs 的混合物。

本实验处理并检测了一个空白对照样品和四个添加了 PFAs 混合物的样品。空白样品用于验证检测结果无污染。

同时，使用 Gilson 手动固相萃取仪 PPM 对样品进行固相萃取作为对照，以确证没有由Gilson GX-274 ASPEC? 大体积全自动固相萃取系统引入的污染。

将洗脱液收集在 PP 管里，均质化处理后，直接使用 LC-MS/MS 系统进行分析检测。为了确定基质效应，空白水样的洗脱液加入2 μg/L 标准待测物进行分析。

HPLC-MS/MS 检测方法

检测条件如下表所示：

本实验方法通过校准曲线（PFAs 浓度 0.5, 1,2, 4, 6 μg/L） 检测了线性结果。10 种 PFAs 分子的 R? 值大于 0.998，表明该方法在该浓度范围内具有良好的线性关系。

如表 3 所示，在 GX-274 ASPEC? 大体积固相萃取系统上使用 AttractSPE? PFAs 固相萃取柱处理的样品没有检测到污染。

空白样品洗脱液加入 2 μg/L 标准待测物后进行检测，无明显基质效应。与校准曲线相比，PFBA 具有Z大信号增幅，为16%。固相萃取后，无需额外的浓缩步骤，也可达到定量限 (LOQ 6ng/L)和检测限 (LOD 2 ng/L)标准。