[发明专利]一种全氟和多氟烷基物质异构体非靶向筛查方法

说明书

本发明公开了一种全氟和多氟烷基物质异构体非靶向筛查方法，包括以下步骤：(1)水样依次经前处理和萃取，得到浓缩液；(2)采用超高效液相色谱‑离子淌度‑四级杆飞行时间质谱仪对浓缩液进行测定，得到质谱数据；(3)对上述质谱数据进行处理，然后进行全氟和多氟烷基物质及其异构体的非靶向筛查。本发明针对未知PFASs物质的异构体识别建立了方法，无需参考标准品，即可以快速实现对水样中数千种PFASs物质及潜在异构体进行检测识别。基于本发明的方法分析流程和参数设置可以灵活的整合到现有的分析方法中，过程处理快速识别效果好，促进了对PFASs大类物质更全面的认知，对后续PFASs控制策略开发以及水环境生态保护具有重要意义。

技术领域

本发明涉及环境分析化学和环境监测技术领域，尤其涉及一种全氟和多氟烷基物质异构体非靶向筛查方法。

背景技术

全氟和多氟烷基物质(PFASs)是一类持久性有机化合物，在许多消费品和工业品中被广泛应用。随着生产和使用的排放，环境中PFAS被频繁检出。由于C-F键的高度稳定性，水环境中PFASs难以降解，并且可以在生物体内积累，对野生生物和人体健康具有潜在的不利影响。因此，水中PFASs进行全面的筛查，对于PFASs控制以及保护水生生态系统安全具有重要的意义。

PFASs主要通过电化学氟化(ECF)和调聚(FT)两种工艺生产。FT反应产生相对纯的直链异构体，而ECF工艺产生的产物中含有大量的支链异构体杂质。尽管PFASs的直链和支链异构体在环境中同时存在，但由于受到分析技术和方法的限制，现有的非靶向筛查方法忽略了对PFASs异构体的关注，大部分研究都是通过将所有异构体洗脱为一个色谱峰或仅对直链异构体进行分析。但由于PFASs异构体不同的物理化学性质，支链异构体相对于直链异构体具有不同的环境行为和生物学效应，在分布、累积和毒性等方面存在差异。因此，如果从分析中排除支链异构体，可能会导致对出水中PFASs生态风险的评估出现偏差。

申请公布号为CN 102866225 B的中国专利，公开了一种定量检测水样中全氟辛烷磺酸同分异构体的方法，该方法步骤利用固相萃取柱萃取对水样中的全氟辛烷磺酸同分异构体进行萃取；将萃取液使用衍生化试剂氢氧化四丁基铵溶液和甲基叔丁基醚进行衍生化，最后使用气相色谱-质谱进行检测。该发明方法可以实现对水样中的全氟辛烷磺酸异构体进行检测，但需要复杂的衍生化前处理，只能分析全氟辛烷磺酸的异构体，无法对其他全氟和多氟烷基物质的异构体进行分析。

申请公布号为CN 109813815 A的中国专利，公开了一种大气颗粒物采样滤膜中全氟化合物同分异构体的测定方法，该方法步骤通过对大气颗粒物采样滤膜进行超声提取，收集得到提取液；对提取液进行净化、浓缩和再净化，得到样品检测液；最后对样品检测液用超高效液相色谱-三重四级杆串联质谱仪检测。该发明方法可以实现对大气中的全氟辛烷磺酸和全氟己烷磺酸的异构体进行检测，但需要复杂的前处理方法，并且只能分析全氟辛烷磺酸的异构体，无法对其他全氟和多氟烷基物质的异构体进行分析。此外，该发明方法使用了三种特殊的色谱柱来增强异构体的分离效果，增加了分析方法的成本，降低了方法的适应性。

综合现有专利技术和文献报道，液相或气相色谱结合三重四级杆质谱法是分析PFASs的常用方法，然而该方法非常依赖参考标准品。目前被美国环保署登记在册的PFASs物质已达上万种，可参考标准品数量有限(只有几十种)，这为全面表征样品中PFASs的赋存情况带来了极大地挑战。高分辨率质谱可以提供分子的精确的质量、同位素分布和碎片光谱，允许在没有参考标准的情况下发现新出现的和未知的污染物。基于高分辨质谱的非靶向筛查方已经成为检测和鉴定PFASs的有力工具。因此，亟需发明一种针对PFASs异构体的非靶向筛查方法，以促进对PFASs的全面认知，对后续PFASs控制策略开发以及水环境生态保护具有重要意义。

发明内容