申请日2017.12.28
公开(公告)日2018.04.06
IPC分类号G01N30/88
摘要
本发明公开了一种同时快速筛查废水中农药、药物及其转化产物的方法，属于分析化学领域。所述方法步骤为：a)、分析检测：对样品进行分析检测;b)、农药、药物鉴定：采用农药药物数据库软件进行筛查，鉴定存在的农药、药物;c)、转化产物鉴定‑非靶向筛查步骤：通过软件对步骤b)中已经鉴定的农药、药物进行转化产物预测，针对于农药药物的母体化合物进行二级谱图解析、化合物筛选，预测出诊断离子，对所有含有诊断离子的化合物提取相应的色谱峰进行转化产物的分析鉴定。利用本发明的方法能够实现废水中农药，药物及其转化产物的同时筛查，筛查速度快、范围广、准确度高。
权利要求书
1.一种同时快速筛查废水中农药、药物及其转化产物的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)、分析检测：采用高效液相色谱-飞行时间质谱联用方法对样品进行分析检测;
2)、农药、药物鉴定：采用农药药物数据库软件进行筛查，鉴定存在的农药、药物;
3)、转化产物鉴定-非靶向筛查：包括以下步骤：
a)首先对步骤2)中已经鉴定的农药、药物的母体化合物进行转化产物预测，获取母体化合物可能的转化产物;
b)对所述母体化合物标准品进行分析检测，根据母体化合物标准品在飞行时间质谱上的二级谱图，对谱图中的二级碎片离子进行解析，确认所有二级碎片离子的结构;
c)将母体化合物及转化产物中出现频率最高的碎片离子作为诊断离子;
d)通过软件将分析检测结果中获得的色谱峰分开，获得每个色谱峰的母离子、碎片离子、保留时间、信号强度，提取二级碎片离子中包含诊断离子的所有色谱峰;
e)对步骤d)提取的所有色谱峰分别进行非靶向分析：利用软件进行分子式计算，并结合二级谱图中母体化合物和转化产物的结构式解析，进行转化产物的鉴定。
2.根据权利要求1所述的同时快速筛查废水中农药、药物及其转化产物的方法，其特征在于：所述方法还包括转化产物鉴定-靶向筛查：对步骤2)中已经鉴定的农药、药物，通过软件预测系统找出转化产物，将所述转化产物进行收集，利用已经鉴定的农药、药物的母体与转化产物之间的质谱碎裂行为的一致性对转化产物进行确认和鉴定。
3.根据权利要求1或2所述的同时快速筛查废水中农药、药物及其转化产物的方法，其特征在于：所述步骤2)中所述的农药药物数据库软件为Peakview软件。
4.根据权利要求3所述的同时快速筛查废水中农药、药物及其转化产物的方法，其特征在于：所述步骤2)中筛查依据包括：母离子质量误差、同位素分布、二级谱图解析、数据库匹配。
5.根据权利要求4所述的同时快速筛查废水中农药、药物及其转化产物的方法，其特征在于：所述步骤d)中采用的软件为MS-Dial软件。
6.根据权利要求2或5所述的同时快速筛查废水中农药、药物及其转化产物的方法，其特征在于：所述转化产物鉴定-靶向筛查步骤中使用的软件预测系统为EAWAG-BBD转化产物预测系统。
7.根据权利要求1或2所述的同时快速筛查废水中农药、药物及其转化产物的方法，其特征在于：所述的步骤1)包括：滤膜过滤、固相小柱萃取、溶剂洗脱、浓缩与溶解、检测。
所述检测条件如下：
高效液相色谱仪：Agilent 1260;
色谱柱：Zorbax Eclipse XDB-C18，Agilent，2.1mm×150mm，3.5μm;
柱温：40℃;
流速：0.4mL/min;
流动相：A：加入5%乙腈的Fisher水B：甲醇;
洗脱梯度
质谱仪：Triple TOF 5600，AB SCIEX;
离子源：ESI;
离子模式：正离子模式和负离子模式;
MS扫描范围：m/z 100～1000;
MS/MS扫描范围：m/z 50～800;
离子源气压：55psi;
去簇电压：80V(正离子模式)，-80V(负离子模式);
碰撞能量：35±15eV(正离子模式)，-35±15eV(负离子模式)。
8.根据权利要求7所述的同时快速筛查废水中农药、药物及其转化产物的方法，其特征在于：所述固相萃取柱为Oasis HLB小柱。
9.根据权利要求8所述的同时快速筛查废水中农药、药物及其转化产物的方法，其特征在于：所述溶剂为甲醇。
说明书
一种同时快速筛查废水中农药、药物及其转化产物的方法
技术领域
本发明属于分析化学领域中，应用液相色谱-飞行时间质谱技术对废水中农药、药物及其转化产物进行高通量的识别鉴定的方法。
背景技术
随着经济发展，越来越多的农药、药物被生产，这些化学品经过生产被广泛的应用于生活中，由于农药和药物类化合物的极性较强，容易通过水体进行迁移，进入自然水体，因此对废水中农药、药物的检测一直是本领域人员研究的重点。
目前国内对废水中农药药物化合物的分析研究通常是对化合物的直接标样定量;由于标样价格昂贵，农药，药物种类多，购买耗费巨大，因此采用此方式定量研究成本较高，所需的工作量也十分巨大。基于现有技术的缺陷，目前在不购买标准样品情况下对农药、药物进行高通量筛查，以便筛选出已知存在的，具有一定潜在风险的农药药物类物质已经逐渐成为新的研究趋势。如中国专利号201310268337.6，授权公告日为2014.07.09的申请案公布了一种同时快速筛查鉴定水样中抗组胺类药物的高效液相色谱-飞行时间质谱联用方法，其步骤为：(A)滤膜过滤;(B)固相小柱萃取;(C)溶剂洗脱;(D)浓缩与定容;(E)上机检测;利用该申请案的方法实现了水样中的筛查，通过不同物质的一级和二级质谱谱图的提取分析并与现有物质库进行比对，再通过软件给出的打分值判定某种物质的存在概率，实现传统仪器不能达到的全面筛查的目的。然而利用该申请案的方法仅仅能够筛查出样品中存在的药物，并不能进行转化产物的鉴定和筛查。
由于在自然环境中，部分农药，药物会发生生物或非生物的转化，形成转化产物，广泛存在于自然水体。目前美国一些河流的调研发现水体中转化产物的检出频率高于母体化合物，部分转化产物与母体化合物毒性相近甚至更大，农药、药物及其转化产物的风险值得关注。
中国专利号201410028583.9，授权公告日为2016.08.10的申请案公布了一种检测海参中恩诺沙星代谢产物的方法，该方法包括样品提取、净化、标准曲线的绘制、实验所用的仪器条件及代谢产物的结构分析，其采用液相色谱-串联质谱-离子阱技术采用pMRM法准确测定预见的代谢产物，采用QTrap独有的MRM-IDA-EPI工作模式，即可得到相应代谢产物的MRM图，又可得到其MS2质谱图;可以鉴定出包括环丙沙星在内的十种代谢产物，然而利用该申请案的方法采用MRM-IDA-EPI模式的工作流程为：分别测定样品待测液和空白对照组，针对预设定的每一组离子对对比分析样品待测液和空白对照组的MRM提取离子流色谱的差异性，对代谢产物的准分子离子、保留时间和提取离子对进分析，找出恩诺沙星在海参体内的可能的代谢产物，同时结合MS2的EPI质谱图，对其碎片离子进行质谱分析，最后根据恩诺沙星的分子结构推测代谢产物的结构，因此，利用该申请案的方法操作较为繁琐，且只能针对于单一的样品，如针对于废水中存在的大量农药、药物及代谢产物进行识别筛查时则无法适用。
基于现有技术的缺陷，亟需开发一种快速有效、能够同时检测废水中众多农药、药物以及其转化产物的方法。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
针对于现有技术中的方法仅能识别筛查废水中的农药、药物，而无法进行农药、药物及其转化产物的同时快速筛查，本发明旨在提供了一种全面的、准确度高、同时快速筛查废水中农药、药物及其转化产物的高效液相色谱-飞行时间质谱联用方法。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明提供了一种同时快速筛查废水中农药、药物及其转化产物的方法，包括以下步骤：
1)、分析检测：采用高效液相色谱-飞行时间质谱联用方法对样品进行分析检测;
2)、农药、药物鉴定：采用农药药物数据库软件进行筛查，鉴定存在的农药、药物;
3)、转化产物鉴定-非靶向筛查：包括以下步骤：
a)首先对步骤2)中已经鉴定的农药、药物的母体化合物进行转化产物预测，获取母体化合物可能的转化产物;
b)对所述母体化合物标准品进行分析检测，根据母体化合物标准品在飞行时间质谱上的二级谱图，对谱图中的二级碎片离子进行解析，确认所有二级碎片离子的结构;
c)将母体化合物及转化产物中出现频率最高的碎片离子作为诊断离子;
d)通过软件将分析检测结果中获得的色谱峰分开，获得每个色谱峰的母离子、碎片离子、保留时间、信号强度，提取二级碎片离子中包含诊断离子的所有色谱峰;
e)对步骤d)提取的所有色谱峰分别进行非靶向分析：利用软件进行分子式计算，并结合二级谱图中母体化合物和转化产物的结构式解析，进行转化产物的鉴定。
作为本发明更进一步的改进，所述方法还包括转化产物鉴定-靶向筛查：对步骤2)中已经鉴定的农药、药物，通过软件预测系统找出转化产物，将所述转化产物进行收集，利用已经鉴定的农药、药物的母体与转化产物之间的质谱碎裂行为的一致性对转化产物进行确认和鉴定。
作为本发明更进一步的改进，所述步骤2)中所述的农药药物数据库软件为Peakview软件。
作为本发明更进一步的改进，所述步骤2)中筛查依据包括：母离子质量误差、同位素分布、二级谱图解析、数据库匹配。
作为本发明更进一步的改进，所述步骤d)中采用的软件为MS-Dial软件。
作为本发明更进一步的改进，所述转化产物鉴定-靶向筛查步骤中使用的软件预测系统为EAWAG-BBD转化产物预测系统。
作为本发明更进一步的改进，所述的步骤1)包括：滤膜过滤、固相小柱萃取、溶剂洗脱、浓缩与溶解、检测。
所述检测条件如下：
高效液相色谱仪：Agilent 1260;
色谱柱：Zorbax Eclipse XDB-C18，Agilent，2.1mm×150mm，3.5μm;
柱温：40℃;
流速：0.4mL/min;
流动相：A：加入5%乙腈的Fisher水B：甲醇;
洗脱梯度
质谱仪：Triple TOF 5600，AB SCIEX;
离子源：ESI;
离子模式：正离子模式和负离子模式;
MS扫描范围：m/z 100～1000;
MS/MS扫描范围：m/z 50～800;
离子源气压：55psi;
去簇电压：80V(正离子模式)，-80V(负离子模式);
碰撞能量：35±15eV(正离子模式)，-35±15eV(负离子模式)。
作为本发明更进一步的改进，所述固相萃取柱为Oasis HLB小柱。
作为本发明更进一步的改进，所述溶剂为甲醇。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明的同时快速筛查废水中农药、药物及其转化产物的方法，针对于现有技术中的方法仅仅能够识别筛查废水中的农药、药物，而无法进行农药、药物及其转化产物的同时筛查的缺陷，首先对废水中的农药、药物进行检测分析并对农药、药物进行鉴定，并根据已鉴定出的农药、药物发明了其转化产物的非靶向筛查方法，该方法利用母体与转化产物的结构相似性，根据农药、药物母体化合物的二级谱图确认诊断离子，所述诊断离子是在转化过程中不容易发生变化的母体化合物的一个二级碎片离子，通过提取含有碎片离子的所有色谱峰进行分析，通过质量数计算分子式，再通过同位素分布，诊断离子对转化产物结构进行确认，利用本发明的方法可以筛查出的转化产物具有分析时间短、筛查全面、准确性高的特点。
(2)本发明的同时快速筛查废水中农药、药物及其转化产物的方法，利用已经鉴定的农药、药物的母体与转化产物之间的质谱碎裂行为的一致性同时发明了转化产物鉴定的靶向筛查方法，靶向筛查是利用软件预测和文献针对于农药、药物母体已知转化产物或已知转化途径下的未知转化产物进行筛查鉴定的方法;而非靶向筛查则是利用诊断离子对完全未知的转换产物进行筛查鉴定的方法，靶向筛查和非靶向筛查的方法相互结合、相互补充，实现了已知、未知转化产物同时快速筛查，筛查范围更广，准确度更高。
(3)本发明的同时快速筛查废水中农药、药物及其转化产物的方法，前处理方法简单、易行，选用本发明的液相与质谱仪器分析检测条件，农药、药物类的信号最高，检出速度快、检出准确度高。
(4)本发明的同时快速筛查废水中农药、药物及其转化产物的方法，采用简单快速的方法实现了废水中农药、药物及其转化产物同时筛查鉴定，为废水中的药物检测分析提供指导价值。
(5)本发明的同时快速筛查废水中农药、药物及其转化产物的方法，首先采用农药药物数据库软件进行筛查、鉴定存在的农药、药物，与传统的分析检测方法相比更加具有针对性，避免了农药、药物标准品的浪费，进一步节约成本。