一种硝基酚类物质及其衍生物的UPLC-MS检测方法与流程

一种硝基酚类物质及其衍生物的uplc
‑
ms检测方法
技术领域
1.本发明涉及分析化学领域，具体涉及一种使用uplc
‑
ms检测硝基酚类物质及其衍生物的方法。


背景技术：

2.n
‑
苯基邻苯二甲酰亚胺类除草剂主要用于大豆、甘蔗、棉花的防除禾本科杂草和阔叶杂草，具有低毒高效、易降解、广谱性好等特性，被广泛的应用于农业生产中。此类除草剂在工业化生产过程中，有时会生成多种硝基苯酚类及其衍生物杂质，具有一定的危险性和毒性。
3.以日本住友化学工业株式会社上市的丙炔氟草胺为例，其以2,4
‑
二氟
‑
二硝基苯为原料，与羟基乙酸酯发生醚化反应，因体系中存在水分而生成以下相关杂质：4,6
‑
二硝基间苯二酚(ⅰ)、5
‑
氟
‑
2,4
‑
二硝基苯酚(ⅱ)、5
‑
羟基
‑
2,4
‑
二硝基
‑
苯氧基乙酸(ⅲ)、5
‑
氟
‑
2,4
‑
二硝基
‑
苯氧基乙酸(ⅳ)、5
‑
氟
‑2‑
硝基苯酚(
ⅴ
)，均为硝基酚类物质及其衍生物，因结构极其相似，利用常规的检测方法和条件很难实现各杂质的超微量定量检测。
[0004][0005]
专利cn109809508a报道了一种含氟硝基酚废水的预处理方法，通过hplc测定了杂质ⅰ、杂质ⅱ、杂质ⅳ在处理前后相对含量的变化。处理前三种杂质的相对含量为4
‑
50％，处理后均为0。本实验室还原其检测方法发现hplc
‑
dad的灵敏度最低检出限为5μg/ml，不足以支持超微量物质的检测，hplc相对含量法也不能代表物质的真实含量，此方法的灵敏度和准确度欠佳。
[0006]
专利cn112526035a报道了一种使用uplc
‑
dad快速分析环境样品中15种酚类化合物的检测方法，流动相体系使用了乙酸铵盐溶液，容易造成uplc系统堵塞。另外，相关物质的检出限为0.15μg/ml左右，方法灵敏度有待提高。
[0007]
本发明采用超高效液相色谱质谱联用的方法，实现了快速简便地准确定量极性相近、超微量的硝基酚类杂质及其衍生物。然而，传统的hplc条件不能直接用于uplc
‑
ms，本发明通过对标准品溶液、样品溶液、流动相、色谱柱选择、质谱参数设置等各项条件进行大量
试验，才实现了uplc
‑
ms的快速检测分析。
[0008]
目前尚无uplc
‑
ms方法用于硝基酚类物质及其衍生物检测的报道。


技术实现要素：

[0009]
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种灵敏度高、准确度高、选择性好的硝基酚类物质及其衍生物的检测方法。
[0010]
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
[0011]
一种硝基酚类物质及其衍生物的uplc
‑
ms检测方法，其特征在于，包括以下步骤：采用超高效液相色谱
‑
质谱仪检测标准品溶液和样品溶液中硝基酚类物质及其衍生物的含量；
[0012]
进一步的，所述标准品溶液和样品溶液的溶剂为乙腈和水的混合溶剂，乙腈和水的体积比为1:(0.5～2)，优选1:1；
[0013]
进一步的，所述超高效液相色谱以乙腈为流动相a，以0.02％～0.4％甲酸水溶液为流动相b，优选0.05％～0.2％甲酸水溶液；
[0014]
进一步的，所述超高效液相色谱
‑
质谱仪采用c
18
色谱柱，优选尺寸2.1mm*100mm、填料粒径1.7μm c
18
色谱柱；
[0015]
进一步的，所述超高效液相色谱
‑
质谱仪的柱温为25～35℃；
[0016]
进一步的，所述超高效液相色谱
‑
质谱仪的流速为0.4～0.6ml/min，优选0.45～0.55ml/min；
[0017]
进一步的，所述超高效液相色谱
‑
质谱仪的进样体积为5～15ul，优选10ul；
[0018]
进一步的，所述uplc
‑
ms采用梯度洗脱，所述梯度洗脱的程序为：
[0019]
0～5min时，流动相a 25～50vt％，流动相b 50～75vt％进行洗脱；
[0020]
5.0～5.1min时，流动相a 50～95vt％，流动相b 5～50vt％进行洗脱；
[0021]
5.1～6.0min时，流动相a 95vt％，流动相b 5vt％进行洗脱；
[0022]
进一步的，所述超高效液相色谱
‑
质谱仪的质谱条件包括：毛细管电压3000～4000v，脱溶剂气流量600～1200l/h，锥孔气流量40～70l/h，脱溶剂气温度300～400℃；
[0023]
优选毛细管电压3300～3800v，脱溶剂气流量800～1000l/h，锥孔气流量45～60l/h，脱溶剂气温度350～380℃；
[0024]
进一步的，所述标准品可以是4,6
‑
二硝基间苯二酚、5
‑
氟
‑
2,4
‑
二硝基苯酚、5
‑
羟基
‑
2,4
‑
二硝基
‑
苯氧基乙酸、5
‑
氟
‑
2,4
‑
二硝基
‑
苯氧基乙酸和/或5
‑
氟
‑2‑
硝基苯酚中的一种或几种；
[0025]
进一步的，所述样品可以是丙炔氟草胺的工艺反应液、后处理液、废液和/或废水中的一种或几种。
[0026]
本发明中化合物的中文命名与结构式有冲突的，以结构式为准；结构式有明显错误的除外。
[0027]
本发明的有益效果在于：采用uplc
‑
ms检测方法实现了对多种硝基酚类物质及其衍生物同时进行超微量测定，该方法不需对样品进行衍生化预处理，缩短了检测时间，具有灵敏度高、准确度高、选择性好等优点。
附图说明
[0028]
附图1：五种硝基酚类及硝基酚衍生物混合溶液的分离质谱图；
[0029]
附图2：5
‑
氟
‑2‑
硝基苯酚标准溶液的提取离子流图；
[0030]
附图3：4,6
‑
二硝基间苯二酚标准溶液的提取离子流图；
[0031]
附图4：5
‑
氟
‑
2,4
‑
二硝基苯酚标准溶液的提取离子流图；
[0032]
附图5：5
‑
羟基
‑
2,4
‑
二硝基
‑
苯氧基乙酸标准溶液的提取离子流图；
[0033]
附图6：5
‑
氟
‑
2,4
‑
二硝基
‑
苯氧基乙酸标准溶液的提取离子流图；
[0034]
附图7：实施例1样品溶液的质谱离子流图；
[0035]
附图8：对比例1样品溶液的质谱离子流图；
[0036]
附图9：对比例2样品溶液的质谱离子流图。
具体实施方式
[0037]
以下结合实例说明本发明，但不限制本发明。在本领域内，技术人员对本发明所做的简单替换或改进均属于本发明所保护的技术方案内。
[0038]
实施例1：
[0039]
样品来源：未处理的丙炔氟草胺工艺后处理体系样品。
[0040]
实验仪器：沃特世超高效液相色谱
‑
单极杆质谱仪(acquity uplc h class
‑
sqd2)，色谱柱为acquity uplc beh c
18
(1.7um，2.1*100mm)，针筒式微孔有机滤膜(0.22μm)。
[0041]
(一)设置色谱条件
[0042]
液相条件：流动相a：乙腈；流动相b：0.1％甲酸
‑
水溶液；流速0.5ml/min；柱温30℃；进样量10μl，梯度洗脱程序如下表所示：
[0043]
时间流速(ml/min)a(％)b(％)0.000.50025755.000.50050505.100.5009556.000.500955
[0044]
质谱条件：电喷雾电离源，负离子检测模式，氮气，毛细管电压3500v，脱溶剂气流量1000l/h，锥孔气流量50l/h，脱溶剂气温度350℃；
[0045]
定量离子：4,6
‑
二硝基间苯二酚(杂质i,m/z＝198.96)、5
‑
氟
‑
2,4
‑
二硝基苯酚(杂质ⅱ,m/z＝200.94)、5
‑
羟基
‑
2,4
‑
二硝基
‑
苯氧基乙酸(杂质ⅲ,m/z＝256.92)、5
‑
氟
‑
2,4
‑
二硝基
‑
苯氧基乙酸(杂质ⅳ,m/z＝258.95)、5
‑
氟
‑2‑
硝基苯酚(杂质
ⅴ
,m/z＝155.98)。
[0046]
(二)绘制标准曲线
[0047]
(1)配制5
‑
氟
‑2‑
硝基苯酚标准品溶液：精密称取0.0050g标准品至10ml容量瓶中，加入乙腈:水为1:1的溶剂，定容至刻度超声溶解得到标准使用液，移取不同体积的标准使用液，定容稀释成不同浓度的6个标准品溶液，其浓度分别为250ug/l、500ug/l、1500ug/l、2500ug/l、3500ug/l、5000μg/l。
[0048]
(2)配制4,6
‑
二硝基间苯二酚标准品溶液：精密称取0.0050g标准品至10ml容量瓶中，加入乙腈:水为1:1的溶剂，定容至刻度超声溶解得到标准使用液，移取不同体积的标准
使用液，定容稀释成不同浓度的6个标准品溶液，其浓度分别为2.5ug/l、5.0ug/l、7.5ug/l、12.5ug/l、17.5ug/l、22.5μg/l。
[0049]
(3)配制5
‑
氟
‑
2,4
‑
二硝基苯酚标准品溶液：精密称取0.0050g标准品至10ml容量瓶中，加入乙腈:水为1:1的溶剂，定容至刻度超声溶解得到标准使用液，移取不同体积的标准使用液，定容稀释成不同浓度的6个标准品溶液，其浓度分别为1.35ug/l、2.7ug/l、5.4ug/l、8.1ug/l、10.8ug/l、13.5μg/l。
[0050]
(4)配制5
‑
羟基
‑
2,4
‑
二硝基
‑
苯氧基乙酸标准品溶液：精密称取0.0050g标准品至10ml容量瓶中，加入乙腈:水为1:1的溶剂，定容至刻度超声溶解得到标准使用液，移取不同体积的标准使用液，定容稀释成不同浓度的6个标准品溶液，其浓度分别为25ug/l、50ug/l、75ug/l、125ug/l、175ug/l、225μg/l。
[0051]
(5)配制5
‑
氟
‑
2,4
‑
二硝基
‑
苯氧基乙酸标准品溶液：精密称取0.0050g标准品至10ml容量瓶中，加入乙腈:水为1:1的溶剂，定容至刻度超声溶解得到标准使用液，移取不同体积的标准使用液，定容稀释成不同浓度的6个标准品溶液，其浓度分别为25ug/l、50ug/l、75ug/l、125ug/l、175ug/l、225μg/l。
[0052]
采用上述的色谱和质谱条件对五种物质不同浓度的标准品溶液进行测定，分别提取各组分定量离子峰，记录各组分定量离子的峰面积，绘制峰面积
‑
浓度标准曲线，得到线性回归方程见下表。
[0053][0054]
(三)待测样品检测
[0055]
取待测样品0.0158g于10ml容量瓶中，加入乙腈:水为1:1的溶剂，定容超声溶解后，采用0.22μm滤膜过滤得到待测样品溶液，在上述色谱和质谱条件下对待测样品进行测定，分别记录上述5个定量离子的峰面积，代入步骤(二)所得线性回归方程中，即得待测样品中五种目标物质的含量，具体结果见下表。
[0056]
分子量分析物定量离子峰面积实际含量(mg/kg)157.15
‑
氟
‑2‑
硝基苯酚502.01266.87200.114,6
‑
二硝基间苯二酚830.325.64202.15
‑
氟
‑
2,4
‑
二硝基苯酚1394.912.23258.135
‑
羟基
‑
2,4
‑
二硝基
‑
苯氧基乙酸1640.9265.15260.135
‑
氟
‑
2,4
‑
二硝基
‑
苯氧基乙酸87.3132.49
[0057]
实施例2：
[0058]
样品来源：丙炔氟草胺工艺废液样品(经碱水溶液活性炭吸附处理)。
[0059]
实验仪器：沃特世超高效液相色谱
‑
单极杆质谱仪(acquity uplc h class
‑
sqd2)，色谱柱为acquity uplc beh c
18
(1.7um，2.1*100mm)，针筒式微孔有机滤膜(0.22μm)。
[0060]
(一)设置色谱条件
[0061]
(1)液相条件：流动相a：乙腈；流动相b：0.2％甲酸
‑
水溶液；流速0.45ml/min；柱温35℃；进样量10μl，梯度洗脱程序如下表所示：
[0062]
时间流速(ml/min)a(％)b(％)0.000.50025755.000.50050505.100.5009556.000.500955
[0063]
(2)质谱条件：电喷雾电离源，负离子检测模式，氮气，毛细管电压3800v，脱溶剂气流量800l/h，锥孔气流量45l/h，脱溶剂气温度380℃；
[0064]
定量离子：4,6
‑
二硝基间苯二酚(杂质i,m/z＝198.96)、5
‑
氟
‑
2,4
‑
二硝基苯酚(杂质ⅱ,m/z＝200.94)、5
‑
羟基
‑
2,4
‑
二硝基
‑
苯氧基乙酸(杂质ⅲ,m/z＝256.92)、5
‑
氟
‑
2,4
‑
二硝基
‑
苯氧基乙酸(杂质ⅳ,m/z＝258.95)、5
‑
氟
‑2‑
硝基苯酚(杂质
ⅴ
,m/z＝155.98)。
[0065]
(二)绘制标准曲线
[0066]
步骤同实施例1。
[0067]
(三)待测样品检测
[0068]
取待测样品0.5372g于10ml容量瓶中，确定浓度，加入乙腈:水为1:1的溶剂，定容超声溶解后，采用0.22μm滤膜过滤得到待测样品溶液，在上述色谱和质谱条件下对待测样品进行测定，分别记录上述5个定量离子的峰面积，代入步骤(二)所得线性回归方程中，即得待测废液中五种目标物质的含量，具体结果见下表。
[0069]
分子量分析物样定量离子峰面积实际含量(mg/kg)157.15
‑
氟
‑2‑
硝基苯酚305.425.23200.114,6
‑
二硝基间苯二酚299.160.064202.15
‑
氟
‑
2,4
‑
二硝基苯酚3269.370.16258.135
‑
羟基
‑
2,4
‑
二硝基
‑
苯氧基乙酸787.400.94260.135
‑
氟
‑
2,4
‑
二硝基
‑
苯氧基乙酸64.030.68
[0070]
实施例3：
[0071]
样品来源：丙炔氟草胺工艺废水样品(经碱水溶液活性炭吸附处理)。
[0072]
实验仪器：沃特世超高效液相色谱
‑
单极杆质谱仪(acquity uplc h class
‑
sqd2)，色谱柱为acquity uplc beh c
18
(1.7um，2.1*100mm)，针筒式微孔有机滤膜(0.22μm)。
[0073]
(一)设置色谱条件
[0074]
(1)液相条件：流动相a：乙腈；流动相b：0.05％甲酸
‑
水溶液；流速0.55ml/min；柱温25℃；进样量10μl，梯度洗脱程序如下表所示：
[0075]
时间流速(ml/min)a(％)b(％)0.000.50025755.000.50050505.100.5009556.000.500955
[0076]
(2)质谱条件：电喷雾电离源，负离子检测模式，氮气，毛细管电压3300v，脱溶剂气流量900l/h，锥孔气流量60l/h，脱溶剂气温度360℃；
[0077]
定量离子：4,6
‑
二硝基间苯二酚(杂质i,m/z＝198.96)、5
‑
氟
‑
2,4
‑
二硝基苯酚(杂质ⅱ,m/z＝200.94)、5
‑
羟基
‑
2,4
‑
二硝基
‑
苯氧基乙酸(杂质ⅲ,m/z＝256.92)、5
‑
氟
‑
2,4
‑
二硝基
‑
苯氧基乙酸(杂质ⅳ,m/z＝258.95)、5
‑
氟
‑2‑
硝基苯酚(杂质
ⅴ
,m/z＝155.98)。
[0078]
(二)绘制标准曲线
[0079]
步骤同实施例1。
[0080]
(三)待测样品检测
[0081]
取待测样品8.6481g于10ml容量瓶中，加入乙腈:水为1:1的溶剂，定容超声溶解后，采用0.22μm滤膜过滤得到待测样品溶液，在上述色谱和质谱条件下对待测样品进行测定，分别记录上述5个定量离子的峰面积，代入步骤(二)所得线性回归方程中，即得待测废液中五种目标物质的含量，具体结果见下表。
[0082]
分子量分析物定量离子峰面积实际含量(mg/kg)157.105
‑
氟
‑2‑
硝基苯酚296.340.32200.114,6
‑
二硝基间苯二酚237.740.003202.105
‑
氟
‑
2,4
‑
二硝基苯酚1546.350.005258.135
‑
羟基
‑
2,4
‑
二硝基
‑
苯氧基乙酸655.340.049260.135
‑
氟
‑
2,4
‑
二硝基
‑
苯氧基乙酸54.350.035
[0083]
对比例1：
[0084]
样品来源：与实施例1为同批样品。
[0085]
实验仪器：同实施例1。
[0086]
(一)设置色谱条件
[0087]
脱溶剂气流量400l/h，锥孔气流量30l/h，脱溶剂气温度250℃；其余同实施例1。
[0088]
(二)绘制标准曲线
[0089]
步骤同实施例1。
[0090]
(三)待测样品检测
[0091]
步骤同实施例1，结果表明目标峰的响应值变低，有可能是因为质谱温度和气流量的降低不利于化合物的雾化效果和电离作用，导致方法灵敏度降低。
[0092]
对比例2：
[0093]
样品来源：与实施例1为同批样品。
[0094]
实验仪器：同实施例1。
[0095]
(一)设置色谱条件
[0096]
流动相b为水，其余同实施例1。
[0097]
(二)绘制标准曲线
[0098]
步骤同实施例1。
[0099]
(三)待测样品检测
[0100]
步骤同实施例1，结果表明各目标峰均出现不同程度的裂分，峰形展宽，无法推测检测结果。
[0101]
试验例：
[0102]
(一)精密度实验
[0103]
取实施例1中的待测样品为考察对象，摇匀后进样分析6次得到五种硝基酚类及硝基酚衍生物定量离子峰面积，由下表可见，计算rsd值均＜1％，说明本发明所述的检测方法精密度良好。
[0104]
[0105][0106]
(二)稳定性实验
[0107]
取实施例1中的待测样品为考察对象，试液放置于8℃下，分别于0h、6h、12h、18h、24h进样得峰面积，由下表可见，各分析物定量离子峰面积的rsd值均＜1％，表明样品溶液的稳定性良好，因此本发明所述检测方法的稳定性高。
[0108][0109]
(三)加标回收实验
[0110]
以实施例1为基准样品，采用标准物质添加法测定五种硝基酚类及硝基酚衍生物的回收率，以测定6次的平均值为样品的初始值，添加不同质量的标样，按上述方法进行实验测定，所得样品回收率在98％～102％之间，表明该检测方法分析误差小，结果准确可靠。
[0111][0112]
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。