验证全氟表面活性剂的微量元素分析新方法
提高GC气相色谱和HPLC高效液相色谱技术生产能力的方法就是用自动化代替其中的手工操作，包括在它们样本制备过程中的手动操作。但自动化也限制了进一步挖掘优化改进的潜力，例如:应用技术专家正在进行的水中全氟表面活性剂含量的检测验证。
饮用水是要求监管最严格、检验分析最准确的样品之一了，据了解一个成年人每天要摄入1.5升至2升的水。如此严格的要求，不仅仅因为水是生命之源，而且，在食品的生产、制备和加工中也扮演着非常重要的角色。即使单位体积的水只受到了很轻微的污染，按照上述摄入量，污染物也会在生物有机体内累积而产生令人担忧的结果。更为严重的是如果摄入的化合物属于难以或者不可能代谢出去的污染物则会对健康带来非常明显的损害，例如：全氟表面活性剂(PFT)。
全氟表面活性剂的硬度和稳定性
PFT全氟表面活性剂可以细分为两类：即全氟化烷基磺酸盐(PFAS)和全氟辛烷磺酸盐(PFOS)。其中人们最熟悉的代表就是全氟羧酸(PFCA)，最值得注意的是全氟辛酸(PFOA)。在大自然中它们是完全陌生的，人类在实验室中创造了PFT全氟表面活性剂，从化学角度来看它有这非凡的‘外交能力’，尽管它的碳链是疏水的，但它的头部基团则是亲水的，这种两亲性质清楚的解释了这类化合物作为表面活性剂的原因了。与传统的表面活性剂相比较，PFT全氟表面活性剂的碳链还具有明显的亲脂性。将PFT涂覆在物体表面时，它不仅可以排斥水，而且还可以排斥油、油脂和污垢。这就使纺织工业和造纸工业领域中人们对PFT全氟表面活性剂产生了极大的兴趣，用它来修改和改进表面质量。由于极化的碳氟键是有机化学中最强的键之一，因此使得PFT全氟表面活性剂有着极高的热稳定性和化学稳定性。由于它们的这些特性，使它们在电镀中作为含氟聚合物(特氟龙)或者作为添加剂在灭火剂、保护剂、润滑剂和浸渍剂中得到了广泛的应用。
全氟表面活性剂—硬币的另一面
PFT全氟表面活性剂是输水的，但它本身却是水溶性的。它们可以通过工业垃圾和工业污水传播到世界各地，人们在地表水、河流和地下水以及食物链中都发现了这类化合物包括在人类体内。PFT全氟表面活性剂不会光解、水解、氧化或者还原，也不会受到紫外线或者风化的影响，PFT全氟表面活性剂既不是厌氧的也不是好氧的，它们会在环境中积累下来，因此，PFT全氟表面活性剂无处不在。而最重要的是怀疑它能够损害肝脏，具有生殖毒性和致癌性，成为水质分析的重要目标。
首选的技术方法
为了能够更好检测水和其他水基的物质中的PFT全氟表面活性剂，优先使用的检测方法是符合标准的固相萃取(SPE)之后的高效液相色谱-质谱分析法(HPLC-MS/MS)。几年内，专注于食品和环境分析的Tela实验室开发出了一种令人感兴趣的自动化检测方法，并将此法推向了市场。Tela公司这种方法的重点是：按照ISO 25101:2009标准的规定将传统的手动操作自动化了。
最近，美国马里兰州Baltimore市Gerstel公司的应用技术专家Frederick D. Foster先生重新编辑了自动化的工作流程，使之符合美国环境保护署EPA关于全氟表面活性剂检验标准EPA/600/R-08/092中537方法的规定和要求。
研发方法概述
在HPLC-MS/MS高效液相色谱-质谱的变型检测分析方法中使用的仪器是Agilent公司研发生产的1290型HPLC色谱泵、Agilent Eclipse Plus C18色谱分离柱(2.1 mm x 100 mm，1.8μm)和Agilent 6460射流电喷雾源的四极杆质谱仪。样本制备时使用的是Gerstel公司的MPS多用途进样器和专用的SPE-XOS在线模块，以便从水样中分离和浓缩出选定的一组全氟化合物。对此，Foster先生说道：“SPE-XOS系统工作时使用的是小型的、可换的吸附芯。其容量为10~50 mL。分析物的富集是通过化合物吸附在SPE吸附芯而完成的。然后通过流动相洗脱，在LC-MS/MS系统中进行分析。通过这种方法可以获得很高的回收率和很好的样本制备能力。”
实际的PFT检测应用
Foster等人开发的检测分析方法可用于不同PFT标准的水样检验。具体讲就是：全氟辛酸(PFOA)、全氟壬酸(PFNA)，全氟癸酸(PFDA)，全氟丁烷磺酸(PFBS)，全氟己烷磺酸(PFHxS)和全氟辛烷磺酸(PFOS)。量化时使用的是13C-PFOA和13C-PFOS两种标准溶液。为了避免因PFT侵入到试样中而得出错误的检测分析结果，确保试验的可重复性，所有利用特氟龙材料和传统塑料材料制造的零部件都按照EPA标准第537条的规定用聚醚酮(PEEK)材料来代替了(例如连接软管，阀门和密封件)。
安全舒适的自动化
Foster先生和他的同事们将研发重点放在样本制备的自动化方面了，因此专门编写了在线固相萃取样本制备的软件程序，利用Gerstel公司开发Maersto软件进行控制。这里的关键步骤如下：
利用SPE-XOS在线模块调节C18-HD-SPE色谱柱，加入
1 mL乙腈，然后加入1 mL水。
MPS多功能进样器将水质样本经LC送入进样环路中去。
SPE-XOS在线模块控制着将样本加载到C18-HD-SPE色谱柱中，并用6 mL清水冲洗吸附芯。
LC-MS/MS高效液相色谱-质谱分析系统开始运行，利用流动相洗脱C18-HD-SPE的吸附芯。
结论
只有在日常实验室工作中可以使用的检验分析方法才是好方法。在这方面，Frederick D. Foster先生和他的同事们做出了很好的榜样，而且也对自己开发的全自动在线SPE样本制备和随后的LC-MS / MS高效液相色谱-质谱全氟表面活性剂检测分析方法非常满意。根据内部标准制定的校正曲线令上述所有化合物在R2检验值大于0.99时的定量限在10~25 pg/ml之间，有着非常令人信服的精确度。在精确度和准确性方面，他们开发的方法也满足了规定的要求，正如Foster先生所介绍的那样：“所研究的全氟化合物的精确度的在1.7%~11.7%(CV)，回收率在90.6%~110%之间。”
