高分離度快速液相色譜和在線痕量富集方法用于除草劑的快速分析

摘要

      環境和食品的安全管理機構正在不斷地更新方法來改進檢測限和解決干擾化合物的分析問題。EPA 555 作為一種特殊的方法被用于分析飲用水中氯酚氧酸類除草劑。其中強制要求的痕量富集步驟對此方法的易用性和可靠性具有顯著的影響。該方法使用 5-µm 的分析柱和在線痕量富集方法。這里改為采用較小的 3.5 和 1.8-µm ZORBAX 快速分離高通量色譜柱和一個安裝在柱溫箱中帶自動切換閥的 autoSPE（固體萃取）小柱。用直接將樣品注射到 autoSPE 小柱的進樣模式方法，取代 EPA 方法中指定的上樣泵，我們可以顯著的減少總體的分析時間并在實際上消除可能存在的樣品交叉污染的問題。


引言

      在相對干凈的基質中進行痕量分析檢測是在線 SPE方法的極好應用。使用一次性的 SPE 小柱手動上樣，需要在分析之前將樣品洗脫到樣品瓶內的步驟，相比之下，在線 SPE 可以確保 100% 的樣品被轉移到分析柱，并可以通過增加轉移到色譜柱中待測物的質量來顯著的提高靈敏度。在 EPA 555 方法中，20 毫升飲用水經過泵被加載到高效液相色譜系統中一個裝有高壓切換閥的 SPE 小柱上。因為很少有自動進樣器（如果配置）能夠注射這么大的體積，因此樣品也必須被泵入小柱中。先前的樣品對加樣泵的污染是被始終關注的問題，而且足夠的沖洗和進空白樣就成為整個方法過程中的一個重要部分。


結果

      分離最初是在 ZORBAX SB-C18 色譜柱 (4.6×250 mm,5-µm）上用濃縮的標樣直接進樣，柱溫為 25 °C，使用的條件參考 US EPA 555 方法（圖 2）。采用 A 泵作為上樣泵來完成上述痕量富集過程（圖 3）。然后，按照比例將方法中的流量和時間精確轉換到 3.0×150 mm，3.5-µm 色譜柱（圖 4）并使用 5 mL 痕量富集進樣。最后采用 2.1×80 mm，1.8-µm 的色譜柱（50 mm 加 30 mm 系列柱）驗證在少于 1.5 mL 進樣的痕量富集條件下這種分離的可行性。（圖 5）

      圖 1 為系統中的組件和色譜柱結構。A 泵為上樣泵，為了防止進樣體積超過 G2258A 雙定量環自動進樣器的容量 (5 mL)，所以A泵使用一條通路進樣，另一條通路為 25 mm 磷酸水溶液。如果使用自動進樣器直接進樣，A 泵將輸送出 25 mm 磷酸。如果 A 泵配備了脫氣機，則樣品通路將繞開脫氣機組件從而使樣品溶液的污染減到最小。為使樣品通過 A 泵，當新的樣品流經 A 泵的時候，閥應該是在 B 的位置。然后，切換閥到 A 的位置，再上樣所需的 20 mL 樣品。當閥回到 B 的位置時，分析開始，這時 A 泵的樣品通路將被水或下一個樣品適當的沖洗。

      圖 2 和 3 （詳見原文）分別顯示了直接進樣和通過泵進行痕量富集的標準分離。包括色譜柱再生階段在內，總的分析時間共需要 60 分鐘。

      將梯度轉換到 3.0×150 mm 色譜柱時，因內徑變小需要降低流速，而且因為色譜柱長度的變短需要減少梯度時間。由此分析時間從 60分鐘減少到 36 分鐘，溶劑消耗也按比例從 60 mL 減少到 15.5 mL。

      在圖 5 中表明使用 1200 高分離度快速液相所有功能所得到的最高分析速度和分離度。操作壓力最高大約在 520 bar 處。我們保持與最初的 4.6×250 mm，5-µm色譜柱運行 60 分鐘時相當的分離度，只需要 6 分鐘的分析時間。


結論

      通過對許多現有的方法進行改進而提高效率和總體性能是可行的。這里我們看到了可以提高分析速度 10倍的潛在可能，并除去了最初方法中設計的上樣泵。只需要使用 2.1×80 mm 色譜柱將大約 1.3 mL 樣品溶液注入到 autoSPE 裝置中，就能夠替換先前所需的通過泵上樣 20-mL。該方法能大大改善分析效率而且確保最小的樣品交叉污染。