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环境新规全解读 |“青山常在,绿水长流”,这样的水您敢喝么?
来源:安捷伦视界 | 作者:安捷伦公司 | 发布时间: 2019-07-29 | 4529 次浏览 | 分享到:
【摘要】本文建立了用于定量测定微囊藻毒素(MCs)的简单且灵敏的方法。使用 Agilent 6470 三重四极杆系统,建立并比较了直接进样和 On-line SPE 方法。通过对比得到,直接进样方法获得的 LOQ 明显低于 WHO 为 MC-LR 浓度确定的临时指南值。对于地表饮用水,具有更低 LOQ 的 On-line SPE 方法可满足*近公布的严格的区域供水系统指导值。在实际样品测试中,MC-RR 和其它微囊藻毒素可从一个地表水样本中检测到,且由于其浓度水平较低,只能通过 On-line SPE 方法进行定量。

                                 连山变幽晦,绿水函晏温。

                                 — 出自唐·柳宗元《饮酒》

                                 江城回绿水,花月使人迷。

                                  — 出自唐·李白《襄阳曲四首》

                                 青苔寺里无马迹,绿水桥边多酒楼。

                                 — 出自唐·杜牧《润州二首》

       “绿水”是古今文人骚客惯用的经典意象**,多用来形容山水美景。

         有一种绿水,由淡水水体中蓝藻、绿藻、硅藻等大量繁殖引起,名为水华现象。而其中的蓝藻会产生一种天然毒素 — 微囊藻毒素(以下简称 MC),它具有肝毒性,可能引发肿瘤。不小心误饮此水,将严重威胁人体健康。

微囊藻毒素法规变迁

         饮用水如**暴露于微囊藻毒素下将会对人体健康造成极大威胁,这促使**卫生组织(WHO)发布了 1 μg/L 的临时指南,以作为饮用水中微囊藻毒素-LG(游离加细胞结合)的*大浓度限值,并且许多**地方政府直接采用了这一准则值。
       
  随着近几年分析技术的不断**,饮用水安全意识的不断加强,一些地区出台了极为严格的微囊藻毒素监管标准,尤其是城市供水系统,微囊藻毒素 RR 和 LR 的检出限均达到了 pg/ml 的浓度级别。
         
MC 的传统分析方法是采用 HPLC 进行紫外检测,面对如此严格的监管标准,虽然可以通过前处理的富集达到相应的检测浓度水平,但富集过程带来的操作误差和人工成本不能忽视。如果采用常规质谱或串联质谱直接进样的方式,pg/ml 浓度级别的检出限会给分析方法带来极大挑战。在这种情况下,针对低浓度检测,On-lineSPE 与质谱的联用系统脱颖而出。

安捷伦微囊藻毒素分析方法

         安捷伦分别基于 On-line SPE – LC/QQQ  与直接进样,成功开发了微囊藻毒素(包括 MC-RR,MC-HtyR,MC-LR,MC-HilR, MC-LA 和 MC-LF)的简单且灵敏的分析方法,这两种方法均能满足现今标准要求。

且通过两种实验对比得到,On-line SPE 方法不仅省去了耗时且费力的离线 SPE 萃取步骤,其灵敏度还提高了 100 倍以上,可作为未来微囊藻毒素检测的补充手段。

目标化合物

        MC 是环肽,一般结构是环 [-D-Ala-R2-D-MeAsp-R4-Adda-D-Glu-Mdha-] ,其中 R2 和 R4 是可变的 L-氨基酸(图 1 和表 1) 。由于拥有两种可变氨基酸其它氨基酸的甲基化/去甲基化,因此存在多种微囊藻毒素化合物,目前为止已鉴出超过 80 种微囊藻毒素。在本实验中,选择其中 6 种*流行的 MC 作为目标化合物。

图 1. 微囊藻毒素的分子结构式 

表 1. 微囊藻毒素的相关信息

 实验方法

        On-line SPE 富集和洗脱时阀的位置、On-line SPE – LC/QQQ 方法和直接进样方法的色谱条件、质谱条件如图 2 和表 2-4 所示。

图 2. On-line SPE 富集和洗脱的阀位置

表 2. 直接进样 LC 采集方法

表 3. On-Line SPE 进样 LC 采集方法

表4. 质谱采集方法

 结果与讨论


     分离效果:

      图 3 显示了 On-line SPE – LC/QQQ 方法和直接进样方法进行 MCs 分析所得到的 MRM 色谱图,[M + 2H] 2+ 被选为 MC-RR 的前体离子,而 [M + H] + 被用作其它 MCs 的前体离子,Agilent Optimizer 软件对每个离子均进行了参数优化并提供*佳灵敏度。



图 3. 直接进样 100 ng/ml(上图)和 On-line SPE 2 ng/ml(下图)的 MRM 色谱图

      线性、定量限和检出限数据:

      采用直接进样法,MC-RR 在10 pg/ml - 100 ng/ml 范围内观察到良好的检测器响应线性:

        1.MC-HtyR、MC-HilR、MC-LA 和 MC-LF 为 50 pg/ml - 100 ng/ml
         2.MC-LR 为 100 pg/ml -100 ng/ml

       而使用 On-line SPE 方法:

         1. MC-RR 的线性范围为 0.2 pg/ml -2 ng/ml
         2. MC-HtyR、MC-HilR、MC-LA 和 MC-LF 的线性范围为 1 pg/ml-2 ng/ml
         3. MC-LR 为 8 pg/ml-2 ng/ml。

       由此可得到,On-line SPE 方法可得到更低的定量限和检出限。

表 5. 两种进样方法的定量限和检测限

实际样品检测:


      分别在中国四川省成都市区周边收集了三个地表水样本,通过 On-line SPE 方法分析得到一个阳性样本。重要的是,阳性样品只能通过 On-line SPE 方法量,因为其浓度水平很低。而对于所有测试的 MCs,具有 10μL 进样体积的直接进样方法均未能达到检测限而被检出。

表 7. 实际样品的 MCs 检测结果(ND =未检测到)

小结

      本文建立了用于定量测定微囊藻毒素(MCs)的简单且灵敏的方法。使用 Agilent 6470 三重四极杆系统,建立并比较了直接进样和 On-line SPE 方法。通过对比得到,直接进样方法获得的 LOQ 明显低于 WHO 为 MC-LR 浓度确定的临时指南值。对于地表饮用水,具有更低 LOQ 的 On-line SPE 方法可满足*近公布的严格的区域供水系统指导值。在实际样品测试中,MC-RR 和其它微囊藻毒素可从一个地表水样本中检测到,且由于其浓度水平较低,只能通过 On-line SPE 方法进行定量。
                                                                                                                                                                                                             文章来源:安捷伦视界