气质百川丨化繁为简，HS-SPME GCMS助您高效分析水中PFAS

全氟及多氟烷基化合物（Per/Polyfluoroalkyl Substances, PFAS）作为一类对环境与健康具有显著危害的新型污染物，近年来引发全球广泛关注。其通常具有环境持久性、生物蓄积性及潜在毒性等特征，加之其在工业制品、消费产品及环境自然等介质中的广泛赋存，使其成为环境监测和毒理学研究的重点对象。

PFAS的复杂性在于其结构异构体及衍生物繁多，不同化合物的理化性质（如极性、挥发性、水溶性等）差异显著，直接影响其环境迁移转化规律、生物暴露途径及毒性效应等，因此对其准确检测成为一项具有挑战性的任务。一方面，痕量或是超痕量级（ng/L甚至pg/L）的浓度水平要求极高的检测灵敏度；另一方面，目标物种类繁多且基质干扰复杂，亟需建立高效精准的分析方法。

目前，液相色谱串联质谱（LC-MS/MS）凭借高灵敏度和宽覆盖性，成为PFAS（如PFOA、PFOS等）检测的主流技术，然而其样品前处理通常需要固相萃取（SPE）或液液萃取（LLE）等步骤，存在操作复杂、溶剂消耗大、易引入人为误差等问题。此外LC-MS/MS对部分挥发性/半挥发性PFAS（如FTOHs、FTAcs）的分离检测能力受限，因此必须结合补充分析方法来提供完整的PFAS分析解决方案。顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用（HS-SPME GC/MS）具有通过无溶剂化的吸附-热解析技术简化前处理流程，兼容挥发性和半挥发性PFAS灵敏度检测来弥补LC-MS/MS的检测盲区，并结合自动化进样实现高通量分析等优势，旨在为PFAS的全谱筛查提供技术补充。本研究即利用HS-SPME GCMS对水体中的PFI、FTI、FTAC、FTMAC、FTOH和FASA等典型挥发性PFAS进行分析。

表1 每种目标 PFAS 化合物的保留时间、定量离子、参考离子和内标组信息

浓度分别为2.5、5、10、25、50、100、250、500、800、1000、2000 ng/L，内标浓度1000 ng/L。

首先使用Scan全扫描方法和液体进样的方式采集所有目标化合物的总离子流（TIC）色谱图如下图1所示，除了10:2 FTOH和6:2 FTMAC外，大多数化合物都能通过色谱分离，随后建立HS-SPME GC/MS-SIM分析方法，通过独特的质荷比信息使得这些化合物都能得到很好的分离（如图2，以10:2 FTOH和6:2 FTMAC为例）。

下表2结果显示13种PFAS每个化合物的线性范围包括至少7个浓度点，其线性相关系数R²均在0.993及以上，且RF（响应系数）%RSD小于20，线性拟合良好。

表2 PFAS校准曲线范围与线性结果汇总

由于PFAS普遍存在，可能存在于实验室环境和耗材中，因此实验室空白分析尤为重要。为保证本次分析结果的准确性，在校准曲线分析之前对每一批次的实验室空白进行了分析，并在曲线最高点后立即运行空白样本来评价残留效应。结果显示在实验室空白样本中未发现可定量浓度的目标PFAS，残留效应小于0.2%，再次证明该方法的准确性与可行性，同时表明本次研究建立的HS-SPME GC/MS-SIM方法具有选择性，无需再通过样品浓缩等繁琐的前处理步骤即能高灵敏度测量ng/L浓度级别的痕量目标PFAS化合物。

配备了 AOC-6000 Plus 的 GCMS-QP2020 NX 在水质PFAS 化合物的分析中表现出优异的定性和定量能力。该系统通过自动化的操作显著简化了样品前处理过程，同时大幅减少了溶剂消耗，降低了成本和环境影响。此外，GCMS 方法为挥发性和半挥发性PFAS 的检测提供了一套完整的解决方案，弥补了LCMS在全谱筛查中的局限性，为 PFAS 的全面分析提供了强有力的技术支持。这一高效、简便、经济的方案为 PFAS 的精准监测和研究奠定了坚实基础。