[发明专利]一种在线衍生膜进样质谱检测液体中酚类化合物的方法

说明书

技术领域

本发明属于质谱分析仪，特别涉及一种在线衍生膜进样质谱快速检测液体中酚类化合物的方法，本方法中液体中的酚类化合物经衍生化反应生成酯，然后结合采用单光子电离技术的膜进样质谱进行快速定性，定量。单个样品的分析时间为15min，可用于液体中酚类化合物的快速检测。

背景技术

随着现代工业化发展，酚类化合物作为重要的化工原材料之一，已被广泛用于造纸，石油，染料，农药等行业，是环境中第二大类污染物。酚类化合物是原型质毒物，对人类和生物有机体均有危害，被许多国家和地区列入优先监测的环境污染物。

酚类的测定方法很多，国家标准中对挥发性酚的测定方法有4-氨基安替比林分光光度法和溴化滴定法等。但以上方法只能测定酚的总量。根据文献报道，已用于测定水体中酚类的方法有高效液相色谱法，气相色谱法，分光光度法等，有人将液相、气相色谱和质谱联用，提高其定性能力，但都需要复杂的样品前处理步骤，使得分析操作繁琐、费时。

膜进样是一种适用于在线分析挥发性和半挥发性物质的技术，以其快速和高灵敏度的优势逐渐得到重视。采用膜进样技术分析酚类化合物可以减少传统方法中对酚类化合物繁琐的分离富集等步骤。膜进样技术利用的是有机物在膜上的渗透蒸发原理。具体分为三步：液体中的有机物在膜表面上被选择性吸附并溶解；有机物以扩散的形式在膜内部渗透；有机物在膜的另一侧变成气相而脱附。膜的响应时间是指有机物在膜上的渗透蒸发达到稳定所需要的时间，只有当有机物在膜上的渗透蒸发达到稳定后，质谱所检测样品的信号强度才能真实地反映出样品的浓度，因此响应时间会影响样品分析检测时间。

由于酚类化合物极性较强，难以透过非极性膜PDMS(聚二甲基硅氧烷)，使得直接进样分析，检测限很高。

酚类化合物可以在一定条件下通过衍生化反应生成酯类化合物，酯类化合物的极性相对较低，因此在膜上有更高的透过率。酚类化合物与乙酸酐的衍生化，是一步反应，且反应时间较短，反应试剂及产物毒性相对较小，因此，乙酸酐是目前使用最为广泛的酚类物质衍生化试剂，可以在水样中直接反应，结果较好。

质谱仪中的单光子电离技术，对样品分子进行软电离，产生的碎片离子峰很少，能过完成混合物的同时检测，适合于环境水中有机污染物的快速检测分析。

本文采用液体中酚类化合物直接衍生化的前处理方法来降低其检测限，在酚类化合物衍生化开始时同时开始进样，使衍生化反应生成的酯类化合物在膜上逐渐达到平衡，缩短酯类化合物在膜上的响应时间。膜进样质谱能快速检测水中酚类污染物，大大简化了样品前处理步骤，缩短了样品分析时间，显著降低了酚类化合物的检测限，提高了线性范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在线衍生膜进样质谱检测液体中酚类化合物的方法。

传统的酚类检测方法都需要复杂的样品前处理步骤，因此分析操作繁琐、费时。膜进样质谱能够快速地对液体中的挥发性有机物进行检测。膜进样质谱所采用的膜材料为聚二甲基硅氧烷，属于非极性膜，极性强的酚类化合物在膜上的透过率低，因此直接通过膜进样质谱对液体中的酚类化合物进行检测，灵敏度较低。

待测液体调节PH为9.5-11.5的碱性条件下，于待测液体中加乙酸酐，乙酸酐与液体中的酚类化合物进行衍生化反应，反应生成酯类化合物。酯类化合物的极性低于酚类化合物，因此相对与酚类化合物，酯类化合物在膜上具有更高透过率，因此在膜进样质谱中的检测限较低，实现液体中酚类化合物的快速灵敏检测。

所述的检测液体中酚类化合物的方法中，200-500mL的待测液体中加乙酸酐的量为10-50μL，液体中酚类化合物与乙酸酐在磁力搅拌子搅拌作用下进行衍生化反应。足够的乙酸酐加入量保证了酚类化合物的充分反应。

所述的检测液体中酚类化合物的方法中，膜进样质谱的膜进样室的进口通过管路经蠕动泵与三通阀的第一个接口相连，三通阀的第二个接口与待测液体相连，三通阀的第三个接口与水相连；通过三通阀的切换实现待测液体与水的切换。在蠕动泵的传输动力下，进行衍生化反应的液体样品经三通阀的第二个接口流经第一个接口，再流经蠕动泵，进入到膜进样室，完成酯类化合物的膜进样。在液体样品分析结束后，切换三通阀，使三通阀的第三个接口与第一个接口相连，水经管路进入到膜进样室，对膜表面进行冲洗，以消除样品残留，用于冲洗的水经膜进样室的出口流出，经管路流至废液瓶。

所述的检测液体中酚类化合物的方法中，膜进样质谱所采用膜材料为聚二甲基硅氧烷超薄膜，厚度为20-150μm，用以完成对液体中反应生成的酯类化合物进行富集进样。