本发明涉及饮用水中新型消毒副产物的分析鉴定方法，对于新型消毒副产物的分析鉴定提供了新的思路和策略。
背景技术：
新型饮用水消毒副产物(dbps)的分析鉴定是进一步提高饮用水质量，提高生活水平的重要手段。对饮用水中消毒副产物的研究已经很成熟，主要的消毒副产物如三卤甲烷和卤乙酸，位居dbps总量的前两位，也是被毒理学研究和人群流行病学研究证实具有健康风险的dbps。许多国家和地区均将主要的thms和haas纳入监管目标，然而目前仍然有相当一部分未知的dbps需要去分析鉴定，为饮用水的安全提供依据。
高效液相色谱-串联质谱法是目前常用的分析鉴定消毒副产物的方法。通过液相色谱分离，高分辨质谱检测，可以得到较为精确的分子质量从而推测出分子式，再通过二级质谱扫描，得到碎片离子的信息，从而为消毒副产物结构的鉴定提供了有力的技术支撑。但是对于产物离子的筛选及碎片离子归属等问题仍然需要更为有效的方法。
尼古丁是在水环境中广泛存在的污染物，对于尼古丁消毒副产物的研究主要集中于氯氨消毒和几个产量较高的氯消毒副产物上，仍然有很多未知消毒副产物需要鉴定。
技术实现要素：
针对现有技术存在的问题，本发明提供进行新型尼古丁氯消毒副产物检测及结构鉴定的新方法。本发明通过借助子离子的同位素标记信息及前体物的结构对二级质谱图进行解析，得出消毒副产物的结构。
本发明的技术方案为：
一种用于尼古丁消毒副产物分析鉴定的方法，包括以下步骤：
第一步，对尼古丁及氘代同位素尼古丁-d4(吡啶环上取代)进行实验室模拟氯消毒反应；所述的模拟氯消毒反应具体为：
1.1)将尼古丁溶液和超纯水加入棕色试剂瓶中，盖上瓶盖，震荡摇匀后得到尼古丁浓度为10μg/l的溶液a；
1.2)将尼古丁溶液和超纯水加入棕色试剂瓶中，盖上瓶盖，加入有效氯含量为5％的naclo溶液，震荡摇匀后得到尼古丁浓度为10μg/l的溶液b；所述的尼古丁与氯的质量比为1:5～20；
1.3)将体积比为1:9的尼古丁-d4溶液和超纯水加入棕色试剂瓶中，盖上瓶盖，加入有效氯含量为5％的naclo溶液，震荡摇匀后得到尼古丁-d4浓度为10μg/l的溶液c；所述的尼古丁-d4与氯的质量比为1:5～20；
1.4)震荡摇匀溶液a、b、c后，用锡箔纸包裹，置于室温下反应.
第二步，反应24h后取样，加入过量抗坏血酸，终止反应，分别得到溶液a、b、c的对应样品a1、b1、c1；利用高效液相色谱-串联高分辨质谱hplc-hrms在全扫描模式下对样品a1、b1、c1进行分析，得到样品的全扫描质谱图；所得a1为对照样品，b1和c1为反应后样品；
hplc-hrms的液相条件为：色谱柱为xb-c18柱(2.1x150mm，3μm)；流动相a为含0.1％甲酸的水溶液，流动相b为含0.1％甲酸的乙腈；流速为0.4ml/min；进样量为20μl；洗脱梯度为：0-2min，30％-80％b；2-4min，80％b；4-4.1min，80％-95％b；4.1-7min，95％b；7-7.1min，95％-30％；7.1-8min，30％b；总分析时间8min。
高分辨质谱参数：离子源为电喷雾(esi)电离源，扫描模式为fullscan，分辨率为140000，喷雾电压3.7kv，鞘气40psi，辅助气25psi，毛细管温度320℃，扫描范围m/z＝110-400。
第三步，通过对比样品b1和a1的lc-hrms图谱，借助准确的质荷比(m/z)信息确认新生成的产物峰；并进一步对比b1和c1的lc-hrms图谱，验证产物是否存在相应的氘代同位素峰：若存在，则确定为来自尼古丁的产物离子峰，b1和c1中生成新产物离子；若不存在，在溶液a、b、c反应24小时之后的某一时间节点取样，加入过量抗坏血酸，终止反应，重复第二步第三步内容，直至产物存在相应的氘代同位素峰，b1和c1中生成新产物离子。
第四步，采用hplc-hrms对b1和c1中新生成的产物离子分别进行子离子扫描，得到其各自的二级质谱图；同时对a1样品中的尼古丁进行子离子扫描，得到尼古丁的二级质谱图。
第五步，对比b1、c1中产物离子的二级质谱图，并结合尼古丁的二级质谱图进行质谱解析，推测得到尼古丁消毒副产物的结构。
本发明的有益效果为：本发明提供一套基于同位素跟踪，hplc-hrms检测的新方法，并用该方法鉴定尼古丁经氯消毒后的产物，为新型dbps的结构鉴定提供新思路，鉴定出的数个以尼古丁为前体物质的新dbps能够为后续研究提供参考。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
1)取100μl尼古丁溶液(100μg/l)加入棕色带盖试剂瓶，加入900μl超纯水，配置成10μg/l的尼古丁水溶液a；取100μl尼古丁溶液(100μg/l)加入棕色带盖试剂瓶，加入900μl超纯水，加入1μlnaclo溶液(有效氯5％)，震荡摇匀，尼古丁与氯的质量比约为1:5，即溶液b；取100μl尼古丁-d4溶液(100μg/l)加入棕色带盖试剂瓶，加入900μl超纯水，加入1μlnaclo溶液(有效氯5％)，尼古丁-d4与氯的质量比约为1:5，即溶液c；震荡摇匀，用锡箔纸将a、b、c包裹，置于室温下反应。
2)反应24h后取样，加入过量抗坏血酸，终止反应。用hplc-hrms对其进行分析，别得到的溶液a、b、c的对应样品a1、b1、c1；利用高效液相色谱-串联高分辨质谱hplc-hrms在全扫描模式下对样品a1、b1、c1进行分析，得到样品的全扫描质谱图；所得a1为对照样品，b1和c1为反应后样品；分析条件如下：
液相色谱条件：色谱柱为xb-c18柱(2.1x150mm，3μm)；流动相a为水(含0.1％甲酸)，流动相b为乙腈(含0.1％甲酸)；流速设为0.4ml/min；进样量为20μl；洗脱梯度为：0-2min，由30％的b相上升到80％b，保持80％b两分钟，然后在0.1分钟内上升到95％b，4.1-7min，保持95％b，然后在0.1分钟内下降至30％,平衡1分钟，总分析时间8min。
高分辨质谱参数：离子源为电喷雾(esi)电离源，扫描模式为fullscan，分辨率为140000，喷雾电压3.7kv，鞘气40psi，辅助气25psi，毛细管温度320℃，扫描范围m/z＝110-400。
3)通过对比样品b1和a1的lc-hrms图谱，借助准确的质荷比(m/z)信息确认新生成的产物峰。并进一步对比b1和c1的lc-hrms图谱，验证产物是否存在相应的氘代同位素峰。根据全扫描谱图，筛选出对照品a1全扫描图中没有，而样品b1中含有的离子229.07352，且样品c1全扫描图中对应有离子233.09888(299.07352+4d)，从而确定该离子是由尼古丁和naclo反应生成的。根据同位素峰的强度比及准确的m/z，结合前体物质的分子式得出产物离子的分子式[c10h13o2n2cl]+。
4)将3)中筛选出来的离子准确质荷比(m/z)放入质谱的inclusionlist中，质谱扫描模式为fullscan/t-ms2，fullscan部分的参数不变，t-ms2部分的参数为：分辨率为70000，同位素宽度设为1.0，nce为30。
5)结合尼古丁和尼古丁-d4的二级谱及消毒生成产物离子的二级质谱图，解析尼古丁加氯消毒副产物的结构。
实施例2
1)取100μl尼古丁溶液(100μg/l)加入棕色带盖试剂瓶，加入900μl超纯水，配置成10μg/l的尼古丁水溶液a；取100μl尼古丁溶液(100μg/l)加入棕色带盖试剂瓶，加入900μl超纯水，加入2μlnaclo溶液(有效氯5％)，震荡摇匀，尼古丁与氯的质量比约为1:10，即溶液b；取100μl尼古丁-d4溶液(100μg/l)加入棕色带盖试剂瓶，加入900μl超纯水，加入2μlnaclo溶液(有效氯5％)，尼古丁-d4与氯的质量比约为1:10，即溶液c；震荡摇匀，用锡箔纸将a、b、c包裹，置于室温下反应。
2)反应24h后后，加入过量抗坏血酸，终止反应分别得到溶液a、b、c的对应样品a1、b1、c1；用hplc-hrms对其进行分析，分析条件如下：
液相色谱条件：色谱柱为xb-c18柱(2.1x150mm，3μm)；流动相a为水(含0.1％甲酸)，流动相b为乙腈(含0.1％甲酸)；流速设为0.4ml/min；进样量为20μl；洗脱梯度为：0-2min，由30％的b相上升到80％b，保持80％b两分钟，然后在0.1分钟内上升到95％b，4.1-7min，保持95％b，然后在0.1分钟内下降至30％,平衡1分钟，总分析时间8min。
高分辨质谱参数：离子源为电喷雾(esi)电离源，扫描模式为fullscan，分辨率为140000，喷雾电压3.7kv，鞘气40psi，辅助气25psi，毛细管温度320℃，扫描范围m/z＝110-400。
3)根据全扫描谱图，筛选出对照品a1全扫描图中没有，而样品b1中含有的离子213.07890，且样品c1全扫描图中对应有离子217.10402(213.07890+4d)，从而确定该离子是由尼古丁和naclo反应生成的。根据同位素峰的强度比及准确的m/z，结合前体物质的分子式得出产物离子的分子式[c10h14on2cl]+。
4)将3)中筛选出来的离子准确质荷比(m/z)放入质谱的inclusionlist中，质谱扫描模式为fullscan/t-ms2，fullscan部分的参数不变，t-ms2部分的参数为：分辨率为70000，同位素宽度设为1.0，nce为30。
5)结合尼古丁和尼古丁-d4的二级谱及消毒生成产物离子的二级质谱图，解析尼古丁加氯消毒副产物的结构。
实施例3
1)取100μl尼古丁溶液(100μg/l)加入棕色带盖试剂瓶，加入900μl超纯水，配置成10μg/l的尼古丁水溶液a；取100μl尼古丁溶液(100μg/l)加入棕色带盖试剂瓶，加入900μl超纯水，加入4μlnaclo溶液(有效氯5％)，震荡摇匀，尼古丁与氯的质量比约为1:20，即溶液b；取100μl尼古丁-d4溶液(100μg/l)加入棕色带盖试剂瓶，加入900μl超纯水，加入4μlnaclo溶液(有效氯5％)，尼古丁-d4与氯的质量比约为1:20，即溶液c；震荡摇匀，用锡箔纸将a、b、c包裹，置于室温下反应。
2)反应24h后，加入过量抗坏血酸，终止反应，分别得到溶液a、b、c的对应样品a1、b1、c1；用hplc-hrms对其进行分析，分析条件如下：
液相色谱条件：色谱柱为xb-c18柱(2.1x150mm，3μm)；流动相a为水(含0.1％甲酸)，流动相b为乙腈(含0.1％甲酸)；流速设为0.4ml/min；进样量为20μl；洗脱梯度为：0-2min，由30％的b相上升到80％b，保持80％b两分钟，然后在0.1分钟内上升到95％b，4.1-7min，保持95％b，然后在0.1分钟内下降至30％,平衡1分钟，总分析时间8min。
高分辨质谱参数：离子源为电喷雾(esi)电离源，扫描模式为fullscan，分辨率为140000，喷雾电压3.7kv，鞘气40psi，辅助气25psi，毛细管温度320℃，扫描范围m/z＝110-400。
3)根据全扫描谱图，筛选出对照品a1全扫描图中没有，而样品b1中含有的离子183.06840，且样品c1全扫描图中对应有离子187.09343(183.06840+4d)，从而确定该离子是由尼古丁和naclo反应生成的。根据同位素峰的强度比及准确的m/z，结合前体物质的分子式得出产物离子的分子式[c9h12n2cl]+。
4)将3)中筛选出来的离子准确质荷比(m/z)放入质谱的inclusionlist中，质谱扫描模式为fullscan/t-ms2，fullscan部分的参数不变，t-ms2部分的参数为：分辨率为70000，同位素宽度设为1.0，nce为30。
5)结合尼古丁和尼古丁-d4的二级谱及消毒生成产物离子的二级质谱图，解析尼古丁加氯消毒副产物的结构。