《Journal of Chromatography A》：Automated Miniaturized LLE–GC-MS/MS for the Analysis of EPA 8270 SVOCs and Multi-Class Pesticides in Water using Ethyl Acetate
编辑推荐：
•开发了一种可持续的微液 - 液萃取（micro-LLE）方法，使用乙酸乙酯作为二氯甲烷（DCM）的绿色替代品。•该方法实现了 0.05–10 μg/L 的方法定量限（MLOQs），线性相关系数 R2>0.995，以及相对标准偏差（RSD）<15%。•在真实样品中实现了对农药
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开发了一种可持续的微液 - 液萃取（micro-LLE）方法，使用乙酸乙酯作为二氯甲烷（DCM）的绿色替代品。
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该方法实现了 0.05–10 μg/L 的方法定量限（MLOQs），线性相关系数 R2>0.995，以及相对标准偏差（RSD）<15%。
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在真实样品中实现了对农药和增塑剂的高灵敏度检测。
引言
水中痕量有机污染物的测定，特别是半挥发性有机化合物（SVOCs），如农药、多氯联苯（PCBs）、多环芳烃（PAHs）和酚类，是环境保护中的一项基本任务。美国环保署（EPA）方法 8270 [1] 是这些分析的确立基准，它利用气相色谱 - 质谱联用（GC–MS）监测数百种污染物。历史上，该协议一直依赖液 - 液萃取（LLE），这是一种基于分析物在互不相溶相之间分布的稳健方法 [2,3]。然而，LLE 日益受到批评，被认为劳动密集型，且依赖大量有毒氯代溶剂，如二氯甲烷（DCM），涉及繁琐的浓缩步骤，容易导致分析物损失。
为了解决这些环境和程序问题，固相萃取（SPE）作为一种更快的替代方案被引入，显著减少了溶剂消耗 [4]。然而，SPE 仍存在局限性，包括需要大样品体积（通常超过 500 mL）以及在复杂基质中吸附剂堵塞的风险。作为回应，"绿色分析化学"的趋势催生了微型化、无溶剂技术的发展，将萃取和浓缩整合到一个步骤中 [5,6]。固相微萃取（SPME）和搅拌棒吸附萃取（SBSE）已成为突出的解决方案 [7,8]；虽然 SPME 通过热脱附和诸如 SPME Arrow 等创新配置实现高度自动化，适用于现场监测 [9]，但 SBSE——通常使用聚二甲基硅氧烷（PDMS）涂层——由于其更大的固定相体积，提供了显著更高的富集因子，为水分析提供了优异的灵敏度。可持续性的演进进一步扩展到包括液相微萃取（LPME）和超声辅助乳化萃取（UAEE）等液相策略 [3,10,11]。这些技术的演进进一步导致了诸如冷却 -SPME 等自动化系统的开发，该系统优化了热力学分配以增强复杂基质中的灵敏度 [12]。这些"绿色化学"方法利用微升级别的溶剂体积和超声能量来加速传质，以最小的环境足迹实现极高的富集因子。然而，虽然这些新兴技术在可持续性方面具有不可否认的优势，但它们仍然技术要求更高，与高度标准化和自动化的协议相比，可能会面临重现性较低的问题。对这些替代方案的需求最近已从偏好转变为监管强制要求。根据《有毒物质控制法》（TSCA），美国环保署最近实施了 2024 年二氯甲烷合规指南 [13,14]。该强制规定对人类健康构成重大风险的 DCM 的工业和实验室使用施加了严格禁令。虽然 EPA 方法 3511 试图通过微萃取促进自动化，但其对 DCM 的持续依赖使其越来越不符合这些新的安全标准。因此，迫切需要采用合规、绿色的萃取工作流程，以确保分析精度并遵守最新的环境安全框架。
在本工作中，我们提出了一种全自动液 - 液萃取（LLE）方法，用于测定 EPA 方法 8270 中列出的一系列有机污染物。本研究特别专注于用乙酸乙酯取代 DCM，乙酸乙酯是一种更具可持续性的溶剂，同时将总溶剂体积减少到几毫升。这种方法针对一系列污染物，包括有机氯（OCPs）、有机磷（OPPs）和有机氮（ONPs）农药，以及拟除虫菊酯。
虽然液 - 液萃取、微型化和绿色溶剂的使用以前已被探索过，但本工作的新颖之处在于成功开发并严格验证了一个完全集成的高通量微 LLE 工作流程，能够直接通过 GC-MS/MS 同时处理令人印象深刻的 170 种多类别目标（包括 EPA 8270 SVOCs 和农药）的宽泛且具挑战性的谱系。通过弥合自动化、多残留能力与环境合规性之间的差距，这种方法克服了水监测中分析范围与操作可持续性之间的传统妥协。
为实现这一目标，所提出的工作流程利用 Thermo Scientific? TriPlus? RSH SMART 自动进样器，将复杂的样品制备与在线进样到三重四极杆 GC-MS/MS 系统中无缝集成。通过自动化微 LLE 程序，该系统消除了人工瓶颈，并提供五个关键优势：i) 可持续性和合规性，因为过渡到乙酸乙酯符合绿色化学和 2024 年 TSCA 二氯甲烷法规；ii) 卓越的操作表现，通过执行包括自动稀释、标准曲线生成在内的多步协议，具有高精度，确保优越的数据完整性和重现性；iii) 优化的回收率，因为它消除了强制蒸发步骤，显著减少准备时间并防止挥发性分析物损失；iv) 实验室安全，因为它最大限度地减少了直接溶剂处理和蒸汽暴露，促进更安全的工作环境；以及 v) 高通量，因为它实现了无人值守的 24/7 运行，将劳动密集型任务转变为高效、高生产率的工作流程。最终，本研究展示了绿色溶剂选择与先进机器人自动化之间的协同作用如何为现代环境监测提供稳健、高性能的解决方案。此外，GC-EI-MS/MS（气相色谱 - 电子轰击 - 串联质谱）分析经过优化，以进一步增强痕量检测的方法灵敏度。最后，验证的程序被应用于测定从兰佩杜萨、西西里岛（EMEP 网络站点）采集的真实水样品中的目标分析物，证明了其在复杂环境基质中的稳健性。
章节摘要
标准和试剂
本工作使用了 Restek 的五个商用标准混合物：标准 MegaMix 8270（货号 31850，包含：芴、苊、蒽、苯胺、联苯胺、苯并 [a] 蒽、苯并 [a] 芘、苯并 [b] 荧蒽、苯并 [g,h,i] 苝、苯并 [k] 荧蒽、苯甲醇、苯丁基邻苯二甲酸酯、双 (2-氯乙氧基) 甲烷、双 (2-氯乙基) 醚、双 (2-乙基己基) 己二酸酯、双 (2-乙基己基) 邻苯二甲酸酯、4-溴苯基苯基醚、咔唑、4-氯苯胺，
结果与讨论
校准标准品包含 170 种单独的分析物，涵盖广泛的 SVOC 类别，并超过了 EPA 方法 8270 确立的标准。表 1 报告了这些目标化合物的全面清单，包括它们特定的 SRM 转换。
结论
本研究成功验证了一个全自动微 LLE GC-MS/MS 工作流程，表明乙酸乙酯可作为二氯甲烷的高性能、可持续替代品，用于 EPA 和农药分析。将机器人样品制备与高惰性 TG-SVOC MS 色谱柱集成，确保了复杂基质中临界异构体的优异线性、重复性和基线分离。优化的盐析效应和 PTV 进样参数最大化了回收率，同时
CRediT 作者贡献声明
玛丽亚·路易莎·费奥: 写作 – 初稿，方法论，调查，数据整理，构思。 保罗·贝内德蒂: 验证，方法论，数据整理，构思。 莫伊拉·扎纳博尼: 验证，数据整理，构思。 卢卡·托富尔: 形式分析。 埃托雷·格雷罗: 写作 – 回顾与编辑，监督，资源，调查，构思。
竞争性利益声明
作者声明，他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本论文报告中工作的客观性。
玛丽亚·路易莎·费奥 | 保罗·贝内德蒂 | 莫伊拉·扎纳博尼 | 卢卡·托富尔 | 埃托雷·格雷罗
