9
1 沃特世解决方案 关键词 PFOS异构体,漂移时间,离子淌度, 谱图净化,PFASPFOS,碰撞截面, CCS 应用优势 简介 使用UPLC/带有离子淌度的质谱检测和鉴定环境样品中的 全氟烷基和全氟烷基化合物(PFAS) 1 Michael McCullagh, 1 Mike Hodgkinson, 1 Leonard Dillon, 2 Bert van Bavel, 3 Jennifer A. Burgess, 2 Ingrid Ericson Jogsten 1 沃特世公司(英国威姆斯洛) 2 MTM Research Centre, Örebro University, Örebro, Sweden 3 沃特世公司(美国马萨诸塞州米尔福德) 离子淌度功能,可以将各种PFOS同分 异构体与同分子量色谱共流生物基 质干扰物分离出来。 通过淌度,净化谱图,提高结构解 析的效率。 离子淌度漂移时间可用作鉴别PFOS构体的常规筛选工作流程的鉴定信 息。 仅通过一次分析,就能完成基于保 留时间、母离子精确质量数、具有 精确质量数的碎片信息以及离子淌 度漂移时间的鉴定。 全氟烷基和多氟烷基化合物(PFAS)是一类人工合成的化合物,常在 生物和环境样品中被检测到。PFAS在各种商业、工业工艺和产品中 被广泛应用,从灭火泡沫、杀虫剂制剂、防水涂层和地板蜡到食品 接触类纸类产品的抗油涂层。类似许多人工合成的化合物,与该化 合物接触可导致癌症,这已引发了人们的关注。 全氟辛烷磺酸盐(PFOS)可通过生物或非生物的环境过程产生,常在 生物和环境样品中被检测到。基于MRM选择离子检测模式的LC-MS/MS 分析技术已被用于海洋动物和人类血清中PFOS的研究。据Benskin等报 道,常见的基质干扰物[牛磺去氧胆酸盐(TDCA)会使PFOS的定量分析 变得更为复杂,因为二者会有相同的MRM(离子对)(m/z 499 m/z 80), 且干扰物质往往会与PFOS共洗脱,因而导致正偏差 1,2 在该应用纪要中,我们将采用离子淌度技术的Waters ® ACQUITY UPLC I-Class液质系统作为重要工具,探索如何利用它们对环境样品中的 PFOS异构体进行明确鉴定 3,4,5 。该技术已被用于分析一系列的环境提 取物(包括水貂和鱼类肌肉)中是否含有PFOS。该技术结合了高分辨 率质谱和离子淌度的高效检测和分离,在解析复杂基质时,具有许 多独特的优势。离子淌度光谱法(IMS)是一种快速的正交气相分离技 术,能在LC分离的同时,获得另一个维度的分离。它是根据化合物 的大小、形状和电荷,对化合物进行分离。此外,仅通过一次进样, 就能同时获取所有待分析化合物的母离子和其子离子信息。 Oasis ® WAX固相萃取小柱 ACQUITY UPLC ® I-Class系统 ACQUITY UPLC BEH C 18 色谱柱 SYNAPT ® G2-S High Definition Mass Spectrometry ® (HDMS ® ) MassLynx ® 软件, 配备UNIFI ® 科学数据管理系统 [ 7 ] [ 应用纪要 ] 环境样品中全氟烷基和多氟烷基化合物(PFAS)的检测和鉴定

使用UPLC/带有离子淌度的质谱检测和鉴定环境样品中的 全氟烷基 … · 简介 使用UPLC/带有离子淌度的质谱检测和鉴定环境样品中的 全氟烷基和全氟烷基化合物(PFAS)

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1

沃特世解决方案

关键词

PFOS异构体,漂移时间,离子淌度,

谱图净化,PFAS,PFOS,碰撞截面,

CCS

应用优势

简介

使用UPLC/带有离子淌度的质谱检测和鉴定环境样品中的全氟烷基和全氟烷基化合物(PFAS)1Michael McCullagh, 1Mike Hodgkinson, 1Leonard Dillon, 2Bert van Bavel, 3Jennifer A. Burgess, 和 2Ingrid Ericson Jogsten1 沃特世公司(英国威姆斯洛)2MTM Research Centre, Örebro University, Örebro, Sweden3 沃特世公司(美国马萨诸塞州米尔福德)

离子淌度功能,可以将各种PFOS同分

异构体与同分子量色谱共流生物基

质干扰物分离出来。

通过淌度,净化谱图,提高结构解

析的效率。

离子淌度漂移时间可用作鉴别PFOS异构体的常规筛选工作流程的鉴定信

息。

仅通过一次分析,就能完成基于保

留时间、母离子精确质量数、具有

精确质量数的碎片信息以及离子淌

度漂移时间的鉴定。

全氟烷基和多氟烷基化合物(PFAS)是一类人工合成的化合物,常在

生物和环境样品中被检测到。PFAS在各种商业、工业工艺和产品中

被广泛应用,从灭火泡沫、杀虫剂制剂、防水涂层和地板蜡到食品

接触类纸类产品的抗油涂层。类似许多人工合成的化合物,与该化

合物接触可导致癌症,这已引发了人们的关注。

全氟辛烷磺酸盐(PFOS)可通过生物或非生物的环境过程产生,常在

生物和环境样品中被检测到。基于MRM选择离子检测模式的LC-MS/MS分析技术已被用于海洋动物和人类血清中PFOS的研究。据Benskin等报

道,常见的基质干扰物[牛磺去氧胆酸盐(TDCA)会使PFOS的定量分析

变得更为复杂,因为二者会有相同的MRM(离子对)(m/z 499 ⇒ m/z 80),且干扰物质往往会与PFOS共洗脱,因而导致正偏差1,2。

在该应用纪要中,我们将采用离子淌度技术的Waters® ACQUITY UPLC I-Class液质系统作为重要工具,探索如何利用它们对环境样品中的

PFOS异构体进行明确鉴定3,4,5。该技术已被用于分析一系列的环境提

取物(包括水貂和鱼类肌肉)中是否含有PFOS。该技术结合了高分辨

率质谱和离子淌度的高效检测和分离,在解析复杂基质时,具有许

多独特的优势。离子淌度光谱法(IMS)是一种快速的正交气相分离技

术,能在LC分离的同时,获得另一个维度的分离。它是根据化合物

的大小、形状和电荷,对化合物进行分离。此外,仅通过一次进样,

就能同时获取所有待分析化合物的母离子和其子离子信息。

Oasis® WAX固相萃取小柱

ACQUITY UPLC® I-Class系统

ACQUITY UPLC BEH C18色谱柱

SYNAPT® G2-S High Definition Mass Spectrometry® (HDMS®)

MassLynx®软件,

配备UNIFI®科学数据管理系统

[ 7 ]

[应用纪要 ]

环境样品中全氟烷基和多氟烷基化合物(PFAS)的检测和鉴定

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[ 8 ]

[应用纪要 ]

环境样品中全氟烷基和多氟烷基化合物(PFAS)的检测和鉴定

2环境样品中全氟烷基和多氟烷基化合物(PFAS)的检测和鉴定

实验

UPLC条件

UPLC系统: ACQUITY UPLC I-Class

(配备PFC试剂盒)

色谱柱: ACQUITY UPLC BEH C18

100 mm x 2.1 mm, 1.7 �m

柱温: 50 °C

流速: 0.3 mL/min

流动相: 70% 2 mM NH4Ac的水溶液

/ 30% 2 mM NH4Ac的甲醇溶液

/ACN 80/20 (A) mM NH4Ac的

甲醇溶液/ACN 80/20 (B)

梯度:

时间 (min) %A %B

Initial 100.0 0.0

0.5 100.0 0.0

16.00 65.0 35.0

22.00 65.0 35.0

27.00 10.0 90.0

27.10 0.0 100.0

28.00 0.0 100.0

28.10 100.0 0.0

34.00 100.0 0.0

MS条件

MS系统: SYNAPT G2-S

电离模式: ES –

脱溶剂气温度: 550 °C

采集模式: 离子淌度

质量数范围: 50至600 Da

采集速率: 10光谱/秒

毛细管电压: 2.3 kV

锥孔电压: 15V

离子淌度气体: CO2和N2

碰撞能量范围: 35至75 eV IMS波

流速范围: 400 m/s和550 m/s

IMS波高: 40 V

IMS工作周期: 10.8 ms

样品制备

所有的水貂尸体(未成熟和成熟的雄性)均由持有执照的猎人提供,在瑞典农业科学大学对其进行尸体剖检前,

冷冻保存(-20 °C)。

操作流程与Kärrman等报道的方法7一致,仅略作调整。肝脏样品通过Ultra-Turrax(IKA)磨成匀浆。取肝脏的子样本

(1 g),加入10 mL乙腈。将混合物反复进行涡旋混合后,超声处理30 min。离心后(10,000 x g, 30 min),取上清液,

对剩下的颗粒,重复提取流程。将乙腈馏分,合并后,浓缩至10 mL。然后加入25 mL水,混合并离心后,取上

清液。用4mL甲醇及4 mL水预平衡Oasis WAX固相萃取(SPE)小柱,然后,加载样品上清液。用4 mL 25 mM的乙酸钠

(pH 4)和4 mL 40%的甲醇水溶液,分别清洗Oasis SPE小柱,然后在真空条件下进行干燥。用8 mL甲醇对小柱进行最

终清洗。最后,使用2 mL 2%的氢氧化铵甲醇溶液,将全氟化合物提取到装有50 mg ENVI-Carbith(Supelclean, 120/400

mesh)和100�L乙酸的试管中。将该含碳溶液涡旋混合30 s,然后通过0.2 �m的GHP膜过滤,接着用N2吹、浓缩至200

�L,再加入300 �L 2 mM的乙酸铵水溶液和标准品7HPFHpA。

3

Size

Shape

Charge

1. 灵敏度提高

2. 离子淌度 3. 精确质量数测量

图1. SYNAPT G2-S质谱仪的示意图和离子淌度原理示意图。

结果与讨论

环境样品中全氟烷基和多氟烷基化合物(PFAS)的检测和鉴定

当前的研究探讨了使用Waters SYNAPT G2-S平台是否能够通过结合UPLC®与离子淌度的液质

技术,为特定的明确鉴别提供一条途径,从而实现PFOS异构体的明确鉴别。图1.是带有

离子淌度质谱的原理示意图。仅为了进一步的研究,将作为淌度缓冲气的N2替换为CO2,

以此提高离子淌度的分离能力6。使用CO2能够为待分析的PFOS异构体分离提供特征漂移

时间。由于PFOS异构体的物理、化学和生物性质会受到全氟甲基支链的影响,对其进行

正确的鉴定就显得尤为重要。因此,全氟甲基支链形式化合物相关的毒性、环境运输、

降解和生物富集已经引发了科学界越来越浓厚的兴趣。

UNIFI科学数据管理系统使得离子淌度分离成为筛查检测的日常使用工具。使用MassLynx软件

采集数据,通过UNIFI进行数据处理。采集PFOS异构体混合标准品生成的质谱信息,可在UNIFI

中,与PFOS异构体的预期保留时间和漂移时间结合,创建一个科学数据库。这样,便可通

过结合正交离子淌度分离和UPLC色谱分离技术,对环境提取物进行半目标化合物和目标化

合物筛查。

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[ 9 ]环境样品中全氟烷基和多氟烷基化合物(PFAS)的检测和鉴定

3

Size

Shape

Charge

1. 灵敏度提高

2. 离子淌度 3. 精确质量数测量

图1. SYNAPT G2-S质谱仪的示意图和离子淌度原理示意图。

结果与讨论

环境样品中全氟烷基和多氟烷基化合物(PFAS)的检测和鉴定

当前的研究探讨了使用Waters SYNAPT G2-S平台是否能够通过结合UPLC®与离子淌度的液质

技术,为特定的明确鉴别提供一条途径,从而实现PFOS异构体的明确鉴别。图1.是带有

离子淌度质谱的原理示意图。仅为了进一步的研究,将作为淌度缓冲气的N2替换为CO2,

以此提高离子淌度的分离能力6。使用CO2能够为待分析的PFOS异构体分离提供特征漂移

时间。由于PFOS异构体的物理、化学和生物性质会受到全氟甲基支链的影响,对其进行

正确的鉴定就显得尤为重要。因此,全氟甲基支链形式化合物相关的毒性、环境运输、

降解和生物富集已经引发了科学界越来越浓厚的兴趣。

UNIFI科学数据管理系统使得离子淌度分离成为筛查检测的日常使用工具。使用MassLynx软件

采集数据,通过UNIFI进行数据处理。采集PFOS异构体混合标准品生成的质谱信息,可在UNIFI

中,与PFOS异构体的预期保留时间和漂移时间结合,创建一个科学数据库。这样,便可通

过结合正交离子淌度分离和UPLC色谱分离技术,对环境提取物进行半目标化合物和目标化

合物筛查。

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[ 10 ]

[应用纪要 ]

环境样品中全氟烷基和多氟烷基化合物(PFAS)的检测和鉴定

5

TDCA/TCDCA 干扰物

PFOS 异构体

离子淌度分离

A

B

δ= 2ms

图3. 标称的同量干扰物(A)与PFOS异构体(B)的漂移时间与保留时间的组分漂移图。

环境样品中全氟烷基和多氟烷基化合物(PFAS)的检测和鉴定

这里使用的方法避免了使用复杂色谱、样品净化和高度特异性的MS实验设计。使用离子淌

度能够收集样品的淌度分离质谱信息,其中包括母离子和碎片离子信息以及漂移时间,有

助于进行更深入的特征分析。如图3的组分漂移图所示,由于PFOS异构体的漂移时间与其它

物质差异极大,因此它们能够从干扰组分中分离出来。正交分离的TDCA和TCDCA与PFOS异构

体产生了2 ms的漂移时间差异。

PFOS异构体的漂移时间为它们的鉴定提供了更具决定性的信息。一般来说,我们通过保留

时间和所观察到的子离子间的细微差异,以及它们的强度对单个异构体进行表征。但在样

品浓度较低时,这种方法很难实现。通过与碰撞截面(CCS)直接相关的漂移时间可提供与

分子物理性质相关的额外鉴定信息(除了m/z和色谱保留时间)。

通过结合正交离子淌度分离与UPLC色谱分离,提高了峰容量,因此,可获得单个组分的精

确质量数。使用漂移时间、保留时间和精确质量数(表1)能够建立PFOS异构体的特征匹配分

析。利用母离子和子离子的高度特异性淌度信息,可将其与复杂基质干扰物分离,还可用

于推断元素组成以及推测碎裂途径。

4

G

F

E

D

C

B

A 同分离量干扰物

PFOS异构体

图2. 同分子量生物基质干扰物(峰A和B)和PFOS异构体(峰C-G)的精确质量数提取色谱图。

环境样品中全氟烷基和多氟烷基化合物(PFAS)的检测和鉴定

水貂中PFOS的检测结果很明显地展示出了使用离子淌度的优势。使用该方法能够将PFOS异

构体中与同分子量共流干扰物分离开来。精确质量数提取离子色谱图如图2所示。干扰物

(峰A和B)与不同的主要PFOS异构体(峰C-F)重叠。由于TCDCA(牛磺鹅去氧胆酸盐)/TDCA干扰物

和PFOS异构体也会产生同分子量碎片,使用传统的MS技术对这些化合物进行表征和精确定

量很困难。PFOS、TDCA以及其它胆酸具有相似的同分异构特性、保留时间和跃迁(m/z 499⇒

m/z 80)。将PFOS 498.9定为目标,利用四极杆质谱技术的选择性,进行MS/MS分析时,其质

量数分辨率仅为1 Da因此,我们就很容易理解干扰物如何被误认为PFOS了。

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[ 11 ]环境样品中全氟烷基和多氟烷基化合物(PFAS)的检测和鉴定

5

TDCA/TCDCA 干扰物

PFOS 异构体

离子淌度分离

A

B

δ= 2ms

图3. 标称的同量干扰物(A)与PFOS异构体(B)的漂移时间与保留时间的组分漂移图。

环境样品中全氟烷基和多氟烷基化合物(PFAS)的检测和鉴定

这里使用的方法避免了使用复杂色谱、样品净化和高度特异性的MS实验设计。使用离子淌

度能够收集样品的淌度分离质谱信息,其中包括母离子和碎片离子信息以及漂移时间,有

助于进行更深入的特征分析。如图3的组分漂移图所示,由于PFOS异构体的漂移时间与其它

物质差异极大,因此它们能够从干扰组分中分离出来。正交分离的TDCA和TCDCA与PFOS异构

体产生了2 ms的漂移时间差异。

PFOS异构体的漂移时间为它们的鉴定提供了更具决定性的信息。一般来说,我们通过保留

时间和所观察到的子离子间的细微差异,以及它们的强度对单个异构体进行表征。但在样

品浓度较低时,这种方法很难实现。通过与碰撞截面(CCS)直接相关的漂移时间可提供与

分子物理性质相关的额外鉴定信息(除了m/z和色谱保留时间)。

通过结合正交离子淌度分离与UPLC色谱分离,提高了峰容量,因此,可获得单个组分的精

确质量数。使用漂移时间、保留时间和精确质量数(表1)能够建立PFOS异构体的特征匹配分

析。利用母离子和子离子的高度特异性淌度信息,可将其与复杂基质干扰物分离,还可用

于推断元素组成以及推测碎裂途径。

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[ 12 ]

[应用纪要 ]

环境样品中全氟烷基和多氟烷基化合物(PFAS)的检测和鉴定

6

PFOS异构体鉴

PFOS异构体 J 3mPFOS

C 5mPFOS

D IsoPFOS

E 2,2全氟甲基

PFOS (初步)

F 1mPFOS

G nPFOS

漂移时间 (ms) 质量数测量误差

4.27 -0.23 ppm

4.59 3.4 ppm

4.68 3.66 ppm

4.47 3.12 ppm

4.43 3.72 ppm

4.75 -14.91

(2.68 ppm HE)

保留时间 (min) 20.21 20.55 21.14 21.48 22.40 22.80

TDCA干扰物 A TDCA

B TCDCA

漂移时间 (ms) 质量数测量误差

6.65 3.59 ppm

6.64 1.64 ppm

保留时间(min) 20.88 22.52

表1.主要PFOS异构体和共洗脱生物基质干扰物的漂移时间、保留时间和异构体匹配汇总。

图4. 保留时间在20.21分钟时,通过离子淌度从共洗脱的PFOS异构体C中得到的较小的PFOS(J)(3mPFOS)异构体碎片谱图。

环境样品中全氟烷基和多氟烷基化合物(PFAS)的检测和鉴定 7

图5. 结合正交离子淌度分离和UPLC色谱分离生成的同量干扰物TDCA (A)在保留时间20.88分钟时的离子淌度分离特征碎片谱图。

环境样品中全氟烷基和多氟烷基化合物(PFAS)的检测和鉴定

PFOS的异构体和同分子量生物基质共流干扰物各自的离子淌度分离,子离子谱图示例如图4、

5、6和7所示。图4展示了3mPFOS的子谱图和淌度迹线,它与5mPFOS(C)和TDCA(A)成功分离,

而这三者是色谱共流物质。离子淌度提高了峰容量,让我们能够比较不同PFOS异构体的碎

片离子谱图而不受共流物TDCA和TCDCA的干扰。TDCA在保留时间为20.55分钟和21.14分钟时,与

PFOS异构体C、D共流出(见图2)。同分子量干扰物TDCA的特征碎片谱图如图5所示。它们与

PFOS异构体碎片的相同之处见图6和图7。在进行靶向筛查时,生成了九种PFOS异构体的保

留时间、漂移时间及母离子/碎片谱图。同时也生成了相关基质干扰物的谱图。由此可以看

出,PFOS异构体C和D有着不同的碎片特征和漂移时间,分别为4.59和4.68 ms(图6和图7)。

这些数据说明,漂移时间信息可以用作PFOS异构体特有的鉴定标准,并且能够极大地提高

异构体鉴定的可靠性。使用漂移时间信息显著降低了进行准确的异构体鉴定时对色谱保留

时间的依赖性。经证实,在研究环境样品中的PFOS时,复杂基质会导致其保留时间的改变。

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[ 13 ]环境样品中全氟烷基和多氟烷基化合物(PFAS)的检测和鉴定

7

图5. 结合正交离子淌度分离和UPLC色谱分离生成的同量干扰物TDCA (A)在保留时间20.88分钟时的离子淌度分离特征碎片谱图。

环境样品中全氟烷基和多氟烷基化合物(PFAS)的检测和鉴定

PFOS的异构体和同分子量生物基质共流干扰物各自的离子淌度分离,子离子谱图示例如图4、

5、6和7所示。图4展示了3mPFOS的子谱图和淌度迹线,它与5mPFOS(C)和TDCA(A)成功分离,

而这三者是色谱共流物质。离子淌度提高了峰容量,让我们能够比较不同PFOS异构体的碎

片离子谱图而不受共流物TDCA和TCDCA的干扰。TDCA在保留时间为20.55分钟和21.14分钟时,与

PFOS异构体C、D共流出(见图2)。同分子量干扰物TDCA的特征碎片谱图如图5所示。它们与

PFOS异构体碎片的相同之处见图6和图7。在进行靶向筛查时,生成了九种PFOS异构体的保

留时间、漂移时间及母离子/碎片谱图。同时也生成了相关基质干扰物的谱图。由此可以看

出,PFOS异构体C和D有着不同的碎片特征和漂移时间,分别为4.59和4.68 ms(图6和图7)。

这些数据说明,漂移时间信息可以用作PFOS异构体特有的鉴定标准,并且能够极大地提高

异构体鉴定的可靠性。使用漂移时间信息显著降低了进行准确的异构体鉴定时对色谱保留

时间的依赖性。经证实,在研究环境样品中的PFOS时,复杂基质会导致其保留时间的改变。

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[ 14 ]

[应用纪要 ]

环境样品中全氟烷基和多氟烷基化合物(PFAS)的检测和鉴定

8

S

F

FF

FF F

F

F

FF

F

F

F

OHO

O

FF

F

F

图6. PFOS(C)(5mPFOS)异构体的离子淌度母离子和特征碎片谱图,通过离子淌度在保留时间为20.55分钟时分离同量干扰物TDCA(A)。

图7. PFOS(D)(isoPFOS)异构体的母离子和特征碎片离子淌度谱图,通过离子淌度可将在保留时间为21.14分钟时的同分子量干扰物TDCA(A)分离开。

S

F

FF

FF

F

F

F

F

F

F OHO

O

F

F

F

F F

F

环境样品中全氟烷基和多氟烷基化合物(PFAS)的检测和鉴定

Waters, Oasis, ACQUITY UPLC, SYNAPT, High Definition Mass Spectrometry, HDMS, UNIFI, Triwave, UPLC和The Science of What’s Possible是沃特世公司的注册商标。StepWave, QuanTof和T-Wave是沃特世

公司的商标。其它所有商标均归各自的拥有者所有。

©2014沃特世公司 中国印刷 2014年6月 720005090ZH AG-PDF

结论

通过离子淌度,以N2和CO2为淌度缓冲气体,可以将

共洗脱同量生物干扰物TDCA和TCDCA从PFOS异构体中

分离出来。

PFOS异构体不同的漂移时间提高了检测的可信度,

它们还可作为一个额外的鉴定点使用,降低检测对

色谱保留时间依赖性。

通过使用UPLC IMS-MS,能够为为PFOS异构体和TDCA/TCDCA异构体生成单组分母离子和碎片谱图。

通过实现特定异构体的分析,UPLC IMS-MS为检测和

鉴定环境中的PFOS提供了一种无可比拟的独特方法。

UPLC IMS-MS与靶向筛选相结合,为PFOS特定异构体的

鉴定提供了一条高效的途径。

参考文献

1. Benskin et al., Anal. Chem. (2007), 79, 6455-6464.

2. The EFSA Journal (2008) 653, 1–131.

3. K Giles, JL Wildgoose, DJ Langridge, I Campuzano. Int Journal of Mass Spectrometry. 298, 1–3:10–16, 1 December 2010.

4. K Giles, JP Williams, and I Campuzano. Commun. Mass Spectrom. (2011) 25: 1559–1566.

5. TW Knapman, JT Berryman, I Campuzano, SA Harris, AE Ashcroft. Int Journal of Mass Spectrometry. 298, 1–3: 17–23, 1 December 2010.

6. MN Eberlin, et al., SYNAPT HDMS: Improving Ion Mobility Separation by Increasing Drift-Gas Polarizability. Waters Technical Note No. 720003201EN, 2009.

7. A Kärrman, JL Domingo, M Nadal, B van Bavel, G Lindström, G. Environ Poll Res. (2009);doi:10.1007/s 11356- 009–0178–5.

8. I Langlois, M Oehme., M. Rapid Commun. Mass Spectrom. (2006)20: 844–850, 2006.

Beskin等此前曾报道过PFOS异构体的洗脱顺序1。本研

究应用了该信息,PFOS异构体的分配如表2所示。结

构解析按照Langlois和Oehme介绍的方法进行8。已知

在反相条件下,无支链的nPFOS在22.80分钟时会表现

出极强的保留特性。本文提供的数据确证了以上结

论,在所生成的碎片离子的数据中,“O”系列和“9”

系列的离子发生了结合。从碎片解析的结果可得出

结论,异构体的碎片中没有支链结构。以子离子的

构成为基础进行的解析,实际上是极具挑战性的任

务,因为这意味着必需依赖低强度的离子。同时还

需要最佳的灵敏度和碰撞能量。此外,还必需克服

链长增加而导致产物离子强度降低所带来的挑战。

目前已生成了九种PFOS异构体的漂移时间信息,为进

行更深入的研究提供了根据,可扩展离子淌度在特

定PFOS异构体鉴定方面的应用。我们的初始研究表

明,与那些在离PFOS端基较远处具有支链的异构体

相比,更具线性结构的PFOS异构体的漂移时间更长。

总共检测了九种PFOS异构体的漂移时间,并且都获

得了足够的响应,此外,它们的鉴定结果都通过检

测其碎片谱图得到了确证。PFOS异构体的漂移时间

被证明:随着线性链长增加而增加,这一变化趋势

可用于未来研究中的结构解析应用。本文提供的数

据表明,离子淌度在分析环境样品中的PFOS特定异

构体方面具有适用性,可实施该应用在这一领域的

深入研究。软件增强功能将实现更深入的研究,让

该方法能够直接检测PFOS异构体的碰撞截面。

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[ 15 ]环境样品中全氟烷基和多氟烷基化合物(PFAS)的检测和鉴定

Waters, Oasis, ACQUITY UPLC, SYNAPT, High Definition Mass Spectrometry, HDMS, UNIFI, Triwave, UPLC和The Science of What’s Possible是沃特世公司的注册商标。StepWave, QuanTof和T-Wave是沃特世

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结论

通过离子淌度,以N2和CO2为淌度缓冲气体,可以将

共洗脱同量生物干扰物TDCA和TCDCA从PFOS异构体中

分离出来。

PFOS异构体不同的漂移时间提高了检测的可信度,

它们还可作为一个额外的鉴定点使用,降低检测对

色谱保留时间依赖性。

通过使用UPLC IMS-MS,能够为为PFOS异构体和TDCA/TCDCA异构体生成单组分母离子和碎片谱图。

通过实现特定异构体的分析,UPLC IMS-MS为检测和

鉴定环境中的PFOS提供了一种无可比拟的独特方法。

UPLC IMS-MS与靶向筛选相结合,为PFOS特定异构体的

鉴定提供了一条高效的途径。

参考文献

1. Benskin et al., Anal. Chem. (2007), 79, 6455-6464.

2. The EFSA Journal (2008) 653, 1–131.

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4. K Giles, JP Williams, and I Campuzano. Commun. Mass Spectrom. (2011) 25: 1559–1566.

5. TW Knapman, JT Berryman, I Campuzano, SA Harris, AE Ashcroft. Int Journal of Mass Spectrometry. 298, 1–3: 17–23, 1 December 2010.

6. MN Eberlin, et al., SYNAPT HDMS: Improving Ion Mobility Separation by Increasing Drift-Gas Polarizability. Waters Technical Note No. 720003201EN, 2009.

7. A Kärrman, JL Domingo, M Nadal, B van Bavel, G Lindström, G. Environ Poll Res. (2009);doi:10.1007/s 11356- 009–0178–5.

8. I Langlois, M Oehme., M. Rapid Commun. Mass Spectrom. (2006)20: 844–850, 2006.

Beskin等此前曾报道过PFOS异构体的洗脱顺序1。本研

究应用了该信息,PFOS异构体的分配如表2所示。结

构解析按照Langlois和Oehme介绍的方法进行8。已知

在反相条件下,无支链的nPFOS在22.80分钟时会表现

出极强的保留特性。本文提供的数据确证了以上结

论,在所生成的碎片离子的数据中,“O”系列和“9”

系列的离子发生了结合。从碎片解析的结果可得出

结论,异构体的碎片中没有支链结构。以子离子的

构成为基础进行的解析,实际上是极具挑战性的任

务,因为这意味着必需依赖低强度的离子。同时还

需要最佳的灵敏度和碰撞能量。此外,还必需克服

链长增加而导致产物离子强度降低所带来的挑战。

目前已生成了九种PFOS异构体的漂移时间信息,为进

行更深入的研究提供了根据,可扩展离子淌度在特

定PFOS异构体鉴定方面的应用。我们的初始研究表

明,与那些在离PFOS端基较远处具有支链的异构体

相比,更具线性结构的PFOS异构体的漂移时间更长。

总共检测了九种PFOS异构体的漂移时间,并且都获

得了足够的响应,此外,它们的鉴定结果都通过检

测其碎片谱图得到了确证。PFOS异构体的漂移时间

被证明:随着线性链长增加而增加,这一变化趋势

可用于未来研究中的结构解析应用。本文提供的数

据表明,离子淌度在分析环境样品中的PFOS特定异

构体方面具有适用性,可实施该应用在这一领域的

深入研究。软件增强功能将实现更深入的研究,让

该方法能够直接检测PFOS异构体的碰撞截面。

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