采用在線 SPE 技術的 UPLC ，用于水樣分析

Claude R Mallet, Waters Corporation, Milford , MA , USA

簡介

本技術說明介紹了將采用在線 SPE MS/MS 技術的 Waters® UPLC® 用于水樣分析的方法。
該平臺具有諸多優點：  
1    簡化了實驗室工作流程  
2   減少了手工操作，提高了工作效率  
3   最大限度地減少了操作人員誤差，提高了結果的置信度  
4   加快了樣品的周轉，提高了實驗室效能
本系統既可用作完整的 UPLC 在線 SPE 系統，也可用作日常的 LC-MS 系統，從而加快周轉速度。

傳統分析方法

采用現有的 LC/MS/MS 或 GC/MS/MS 系統，必須將樣品從原始形式轉化為方便進樣分析的適當形式。樣品的制備通過各種手動萃取方法進行，實現富集或凈化目的。這些萃取方法相當費時費力。萃取步驟的重復次數在很大程度上取決于樣品的復雜程度和目標檢測限 (LOD) 。

對于痕量水平的應用，通常做法是將 1 升樣品萃取為 500 微升的最終體積。

在線 SPE 方法

在在線 SPE 方法中，感興趣的分析物首先被吸附在萃取柱上，經過清洗，然后直接洗脫到 LC/MS/MS 系統上。省略了萃取方法中的蒸發和重構步驟。該方法的樣品利用率更高，因而所需的樣品體積更小。

只要 20 毫升樣品就可實現離線方法用 1 升樣品才能實現的結果。通過耦合兩根萃取柱，采用在線 SPE 技術的 Waters UPLC 還可以產生并行事件。采用這種雙柱配置，可以在第一根萃取柱上完成平衡步驟的同時，在第二根萃取柱上完成加載、清洗和洗脫步驟。從而縮短總的運行時間和提高工作效率。每次進樣后都會清洗 SPE 閥芯，因此可以重復使用而不會降低效率。

 圖 1. 采用在線 SPE 技術的 UPLC 。

從有關使用離線 SPE 分析水中有機污染物的個人交流中，我們了解到，一名化學家在一個八小時的輪班中可以準備 24 個 LC/MS/MS 樣品。這樣算來，一周就是 120 個樣品。相比之下，我們的實驗室中使用了采用在線 SPE 技術的 Waters UPLC ，而在一周內處理的水樣超過了 500 個，并且用戶的干預非常少。

 圖 2. 采用在線 SPE 技術的 UPLC 示意圖。

系統說明

圖 1 中所示的是采用在線 SPE 技術的 UPLC ，它由切換閥、泵、萃取柱、分析柱、自動樣品器和質譜儀組成。圖 2 所示的是該系統的示意圖。

分析過程從加載樣品開始，通過 SPE 進樣器端口（圖 2 中的閥 A ）加載樣品。加載泵為 ACQUITY® 四元溶劑管理器 (QSM) ，設置為 2 毫升 / 分的 100% 水溶液。它將樣品從進樣環移動到萃取柱 A 上。目標分析物被吸附后，萃取方法繼續用溫和的清洗液（ < 20 % 的有機溶劑）清除保留較弱的干擾物。完成清洗步驟后，采用反沖梯度洗脫（ ACQUITY 二元溶劑管理器 (BSM) ）將萃取柱 A 上吸附分析物洗脫到 UPLC 分析柱上，進行峰的重聚焦。在萃取柱 A 的洗脫過程中，萃取柱 B 進行再生，然后重新平衡到原始條件，進行下一個分析。

即便是在 SPE 和 LC 需要不同的條件和吸附劑時，在線 SPE 系統也可以排列多種方法以進行連續操作。使用附加溶劑管路，可以在洗脫前為清洗步驟選擇最佳的溶劑混合方法，并選擇高效的溶劑混合方法進行殘留管理，從而進一步優化萃取方法。此外，本系統還有一項獨特的功能，可以旁路整個 SPE 通路（閥 C ）以用作標準的 UPLC/MS/MS 系統。

在線 SPE 示意圖

為使應用成功，還需要為萃取 (SPE) 和分離 (LC) 仔細選擇化學物質。這種選擇完全取決于目標分析物的物理和化學特性。 SPE 和 LC 化學物質的選擇必須要能夠在萃取和分離條件之間實現無縫接合。 Waters Oasis® HLB 和 XBridge™ 萃取柱以及 ACQUITY UPLC BEH 分析柱可以提供最高效和最有效的性能，因為它們在較大的 pH 范圍內具有非常好的重復性和穩定性。使用這些產品可以分析復雜混合物中大量類型的化合物。

結論

采用在線 SPE 技術的 Waters UPLC 在現有在線 SPE/HPLC 系統的基礎上提供了更多的功能。  
1   本系統可在直接 UPLC/MS/MS 或 SPE/UPLC 進樣模式下進行多任務操作。  
2   并行 SPE 配置讓系統可以用同一組 SPE 化學物質排列多種方法，或用不同的 SPE 吸附劑進行分析物篩選。  
3    可供選擇的 SPE 和色譜化學物質眾多，可以確保為大量應用提供最佳的解決方案。  
4    進行痕量水平的分析（低 ppt ）所需的樣品體積很小，讓實驗室可以顯著降低樣品處理和分析的手工干預，從而提高工作效率。

Waters 、 ACQUITY UPLC 和 UPLC 是沃特世公司的注冊商標。 Xevo 、 StepWave 、 T-Wave 、 MassLynx 、 TargetLynx 和 The Science of What’s Possible 是沃特世公司的商標。所有其他商標屬于各自所有者。