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環境監測新應用！ICP-MS/MS 助力識別“隱形氟污染”
PFAS：看不見的環境殺手
全氟/多氟烷基化合物（PFAS）因其耐高溫、難降解特性，被廣泛用于工業和消費品領域中。但與此同時，它們也可能帶來毒性、致癌性等健康風險。常規 LC-MS/MS 方法僅能定量不到 1% 的已知 PFAS，遠遠無法滿足環境健康風險評估的需求。因而，對非靶標的未知化合物篩查和全定量檢測的需求愈發迫切。
ICP-MS/MS 如何能揭示“未知氟”
2015 年，安捷倫首次開啟了應用 ICP-MS/MS 檢測氟濃度的探索。該方法采用高溫等離子體裂解 C–F 鍵，釋放 F?，并在線加入 Ba²? 形成 [BaF]? 離子團。通過 NH?/He 反應氣將其“質量轉移”為 m/z=208 的 [BaF(NH?)?]?，有效消除干擾，實現對總氟的檢測。相比 LC-MS/MS，該方法能揭示更多“未被識別”的可提取有機氟（EOF）污染物。
圖 1. ICP-MS/MS 在質量轉移模式下測定 F 含量的示意圖
土壤中 PFAS 檢測的實驗過程：
根據 HJ 1334-2023《土壤和沉積物 全氟辛基磺酸和全氟辛酸及其鹽類的測定 同位素稀釋/液相色譜-三重四極桿質譜法》處理樣品。
圖 2. 樣品分析流程
1290-6470 LC-MS/MS 法：定量 23 種已知 PFAS
8900#100 ICP-MS/MS 法：測定土壤萃取液中 EOF 的總氟
實驗結果：
ICP-MS/MS 法精密度優異
結果表明，該方法靈敏度范圍約為 600–1400 cps/μg/g，儀器檢測限（DL）通常在 0.003–0.008 μg/g 范圍內。使用單一的 PFOA 標準曲線對多種已知濃度的常見 PFAS 化合物進行定量，F 的回收率在 91%–111% 之間，RSD 均小于 10%。
表 1. ICP-MS/MS 法測定 8 個 PFAS 標準溶液的結果
樣品 | F 配制濃度 （µg/g） | F 實測濃度（µg/g） | F 實測濃度 RSD（%） | F 回收率（%） | |
平均值 | SD（n=3） | ||||
PFOA-1 | 0.158 | 0.164 | 0.010 | 6.1 | 103.8 |
PFOA-2 | 0.338 | 0.323 | 0.016 | 5.0 | 95.6 |
PFOS-1 | 0.220 | 0.202 | 0.015 | 7.4 | 91.8 |
PFOS-2 | 0.471 | 0.499 | 0.006 | 1.2 | 105.9 |
6:2 Cl-PFAES | 0.397 | 0.366 | 0.037 | 10.0 | 92.2 |
HFPO-DA | 0.942 | 0.992 | 0.087 | 8.8 | 105.3 |
17PFAS-1 | 0.474 | 0.455 | 0.019 | 4.2 | 95.9 |
17PFAS-2 | 0.768 | 0.847 | 0.011 | 1.3 | 110.3 |
實驗結果：
LC-MS/MS 法精確定量樣品中 23 種 PFAS 化合物
根據各目標化合物中的 F 含量，可以計算出 4 個加標土壤樣品中 23 種 PFAS 化合物的總 F 含量分別為 4288.9 ng/g、4360.3 ng/g、4316.5 ng/g 和 4296.3 ng/g。對樣品前處理過程中加入的內標經過同樣測定和計算，可知添加的 F 含量范圍為 62.9–71.0 ng/g。
實驗結果：
總氟含量是已知 PFAS 的 3 倍
土壤提取液經 50% MeOH 溶液稀釋 10 倍后用 ICP-MS/MS 檢測 EOF 的總氟，三次測定的 RSD 小于 2.4%。測得的總氟含量約為 LC-MS/MS 定量的 PFAS 氟含量的 3 倍，意味著大量未知含氟物質潛藏其中，可能同樣具有毒性，進而影響了健康風險評估的準確性。
圖 3. LC-MS/MS 和 ICP-MS/MS 法測得的經提取土壤樣品中 PFAS/EOF 的總氟含量結果對比（ICP-MS/MS 結果的誤差線是 3 次測定結果的 SD）
ICP-MS/MS 方法優勢：
適用于復雜基體：如土壤、食品、工業廢水等
可用于篩查與風險評估：快速識別高氟樣品，指導后續靶向分析