臭(chou)味固(gu)相(xiang)微(wei)萃取儀(yi)(SPME)通(tong)過頂空(kong)萃取技(ji)術高(gao)效富(fu)集水(shui)體(ti)或氣體(ti)中的揮(hui)發(fa)性異(yi)味物(wu)質(zhi),結(jie)合氣相(xiang)色(se)譜(pu)-質(zhi)譜(pu)聯(lian)用(yong)(GC-MS)實(shi)現(xian)高靈(ling)敏(min)度定性定量(liang)分(fen)析,在(zai)環境(jing)臭(chou)氣溯(su)源中(zhong)具(ju)有(you)顯(xian)著(zhu)實(shi)踐(jian)價值。以下(xia)從技(ji)術原(yuan)理、應用場(chang)景、實踐(jian)案(an)例(li)及(ji)發(fa)展(zhan)趨(qu)勢(shi)四(si)個方面展(zhan)開分析:
壹(yi)、技術原(yuan)理:頂空(kong)萃取與(yu)GC-MS聯(lian)用(yong)的(de)核心(xin)優(you)勢
1.頂空(kong)萃取技(ji)術
固(gu)相微(wei)萃取儀(yi)通(tong)過固(gu)相纖(xian)維(如(ru)PDMS/DVB塗(tu)層)吸(xi)附(fu)樣品頂空(kong)中(zhong)的揮(hui)發(fa)性有(you)機(ji)物(wu)(VOCs),避(bi)免直接接(jie)觸樣品基(ji)質(zhi),減少幹(gan)擾(rao)。例(li)如(ru),在(zai)水(shui)質(zhi)異(yi)味檢(jian)測中,向10mL水(shui)樣中加入3.0g NaCl(鹽析效(xiao)應提高頂空(kong)濃度),在(zai)55℃下(xia)萃取20分(fen)鐘,可(ke)高(gao)效(xiao)富(fu)集土臭(chou)素(Geosmin)、2-甲基(ji)異(yi)莰(kan)醇(2-MIB)等(deng)微(wei)量(liang)異(yi)味物(wu)質(zhi)。
2.GC-MS聯(lian)用(yong)分(fen)析
萃取後(hou)的纖(xian)維直接插入氣相色(se)譜(pu)進樣口熱(re)解(jie)吸(xi)(如(ru)250℃解吸(xi)0.5分鐘),結(jie)合三重(zhong)四(si)極(ji)桿(gan)質(zhi)譜(pu)的(de)多反應監測(MRM)模式(shi),可(ke)同(tong)時(shi)測定51種(zhong)異(yi)味物(wu)質(zhi),檢出(chu)限(xian)低(di)至(zhi)0.4ng/L,線(xian)性相(xiang)關系數>0.995,滿足(zu)《生活(huo)飲(yin)用(yong)水(shui)衛(wei)生標準(zhun)》(GB 5749—2022)要求(qiu)。
二、應用場(chang)景:水(shui)體(ti)與氣體(ti)臭(chou)氣溯(su)源的(de)全(quan)覆(fu)蓋(gai)
1.水(shui)體(ti)異(yi)味物(wu)質(zhi)檢測
-藻類代(dai)謝物(wu)溯(su)源:太(tai)湖(hu)水(shui)華(hua)事件(jian)中,魚(yu)腥(xing)藻產(chan)生(sheng)的(de)土(tu)臭(chou)素導(dao)致(zhi)飲(yin)用水(shui)異(yi)味,SPME-GC/MS/MS方(fang)法(fa)可(ke)快(kuai)速(su)篩查12種(zhong)異(yi)味物(wu)質(zhi)(如(ru)甲硫醇、二甲硫醚(mi)),濃度範(fan)圍(wei)2.2~1651ng/L。
-飲用(yong)水(shui)安全(quan)監控(kong):針(zhen)對地下(xia)水(shui)普遍(bian)存在(zai)的土(tu)臭(chou)素和(he)2-MIB,全自(zi)動(dong)固(gu)相(xiang)微(wei)萃取系(xi)統(如(ru)萊(lai)伯泰(tai)科(ke)Astation平(ping)臺)可(ke)實(shi)現(xian)2-MIB和(he)土臭(chou)素的定量(liang)分(fen)析,加(jia)標回(hui)收(shou)率93.9%~107.6%,RSD<3.6%,適(shi)用(yong)於(yu)自(zi)來水(shui)廠(chang)日(ri)常檢測。
2.氣體(ti)臭(chou)氣溯(su)源
-大(da)氣(qi)汙(wu)染(ran)監(jian)測:SPME可(ke)直(zhi)接(jie)采(cai)集室外空(kong)氣(qi)或室內裝(zhuang)修(xiu)材料釋放的VOCs(如(ru)甲醛(quan)、苯(ben)),通(tong)過動(dong)態(tai)吹(chui)風法將氣體(ti)吹(chui)至(zhi)萃取塗(tu)層,結(jie)合GC-MS分析汙(wu)染源成分(fen)。
-工(gong)業(ye)排放溯(su)源:針(zhen)對化工(gong)園區(qu)異(yi)味投(tou)訴(su),SPME可(ke)快(kuai)速(su)富(fu)集揮(hui)發(fa)性有(you)機(ji)物(wu)(如(ru)硫化物、氯代烴(ting)),結(jie)合特(te)征離(li)子(zi)比(bi)對定位排放源。

1.方(fang)法學(xue)驗證
-線(xian)性範(fan)圍(wei)與檢(jian)出(chu)限(xian):51種(zhong)異(yi)味物(wu)質(zhi)的線(xian)性相(xiang)關系數0.9956~0.9998,檢出(chu)限(xian)0.4~183ng/L(如(ru)土臭(chou)素0.4ng/L、2-MIB 0.9ng/L)。
-回(hui)收(shou)率與(yu)精(jing)密(mi)度:低(di)、中(zhong)、高濃度加(jia)標(biao)回(hui)收(shou)率76.2%~119%,RSD 0.9%~19.4%,滿(man)足(zu)實(shi)際檢測需求(qiu)。
2.實際樣品分(fen)析
-河(he)流地表水(shui)檢(jian)測:對29條河流(liu)地表水(shui)檢(jian)測,檢出(chu)甲(jia)硫醇(29.4~710ng/L)、二甲硫醚(mi)(40.0~1651ng/L)等(deng)12種(zhong)物(wu)質(zhi),部分物(wu)質(zhi)濃度超(chao)過嗅(xiu)覺(jiao)閾(yu)值,MRM通(tong)道無幹(gan)擾(rao)。
-自(zi)來水(shui)異(yi)味事(shi)件(jian):天津(jin)濱(bin)海新區(qu)自(zi)來水(shui)異(yi)味事(shi)件(jian)中,SPME-GC/MS/MS方(fang)法證實(shi)異(yi)味由(you)魚(yu)腥(xing)藻產(chan)生(sheng)的(de)C12H18O導(dao)致(zhi),為(wei)汙染治(zhi)理提供依據。
四(si)、發(fa)展(zhan)趨(qu)勢(shi):自(zi)動(dong)化與高通(tong)量(liang)篩(shai)查(zha)的(de)未來方向
1.全(quan)自(zi)動(dong)固(gu)相(xiang)微(wei)萃取系(xi)統
萊(lai)伯泰(tai)科(ke)Astation平(ping)臺實現(xian)萃取、進樣、分析的(de)全自(zi)動(dong)化,單次(ci)檢測時間(jian)縮(suo)短(duan)至(zhi)30分鐘(zhong),適(shi)用(yong)於(yu)大批(pi)量(liang)樣品篩(shai)查(zha)(如(ru)每日(ri)處(chu)理100個水(shui)樣)。
2.多組(zu)分同(tong)步分(fen)析技(ji)術
頂空(kong)-固(gu)相微(wei)萃取-氣(qi)相色(se)譜(pu)三(san)重(zhong)四(si)極(ji)桿(gan)質(zhi)譜(pu)法(fa)(HS-SPME-GC/MS/MS)可(ke)同(tong)時(shi)測定10類51種(zhong)異(yi)味物(wu)質(zhi),解決傳(chuan)統方(fang)法(fa)僅能檢測5~8種(zhong)物(wu)質(zhi)的局(ju)限,滿(man)足復雜(za)臭(chou)氣事件(jian)的溯(su)源需(xu)求(qiu)。
3.便攜(xie)式(shi)SPME設備(bei)
微(wei)型(xing)化SPME探(tan)頭結(jie)合手持式GC-MS,可(ke)實(shi)現(xian)現(xian)場(chang)快(kuai)速(su)檢(jian)測(如(ru)10分鐘內(nei)完(wan)成空(kong)氣(qi)采(cai)樣與分析),適(shi)用於(yu)突(tu)發(fa)臭(chou)氣事件(jian)的應急響(xiang)應。
臭(chou)味固(gu)相(xiang)微(wei)萃取儀(yi)通(tong)過頂空(kong)萃取與(yu)GC-MS聯(lian)用(yong)技(ji)術,實現(xian)了(le)環境(jing)臭(chou)氣與異(yi)味物(wu)質(zhi)的高(gao)靈敏(min)度、多(duo)組(zu)分同(tong)步分(fen)析,在(zai)水(shui)體(ti)藻類代(dai)謝物(wu)溯(su)源、飲(yin)用(yong)水(shui)安全(quan)監控(kong)、大氣汙染排查等(deng)領(ling)域(yu)具(ju)有(you)不(bu)可(ke)替代(dai)的(de)實(shi)踐(jian)價值。未(wei)來,隨著(zhe)自(zi)動(dong)化與便攜(xie)化技術的發(fa)展(zhan),SPME將在(zai)環境(jing)臭(chou)氣溯(su)源中(zhong)發(fa)揮(hui)更(geng)高(gao)效(xiao)、精(jing)準(zhun)的作用(yong)。