Rapid Quantification of Polar and Semipolar Pesticide Metabolites with Combined Online SPE and Direct Injection

Význam tématu

Analýza stopových hladin pesticidních metabolitů v pitné a povrchové vodě je zásadní pro ochranu životního prostředí a zdraví populace. Kombinace polárních i semipolárních látek v jedné analýze zvyšuje efektivitu a snižuje provozní náklady laboratoře. Online SPE spolu s LC-MS/MS přináší vysokou citlivost, automatizaci a minimalizuje manuální přípravu vzorků.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo vyvinout rychlou, komplexní metodiku pro simultánní stanovení 26 polarních a semipolárních metabolitů pesticidů v pitné vodě s kvantifikačními limity v sub-ng/L oblasti. Provedena byla úprava online SPE s přídavným 100µL smyčkou pro přímé injekce polárních látek společně s obohacením semipolárních látek na SPE kazetě, což umožňuje jediný analytický běh.

Použitá instrumentace

• Agilent 1260 Infinity II Multisampler (900 µL smyčka, CTC PAL HTS-xt DLW automatizace)
• Agilent 1260 II Quaternary Pump a 1290 II Binary Pump
• Agilent 1290 II Thermostatted Column Compartment (45 °C) a Flexible Cube se dvěma 2-pozicními ventily
• Agilent Online-SPE Starter Set, Direct Injection Kit, High Volume Injection Kit s 5mL smyčkou a dvěma 100µL smyčkami
• Agilent Triple Quadrupole MS/MS
• Software OpenLab CDS ChemStation C.01.07

Použitá metodika

Vzorky pitné a povrchové vody byly nejprve nasáty pomocí 5×900 µL cyklů na PLRP-S SPE kazetu, kde se obohatily semipolární látky. Následně byla do analytického proudu přidána 100µL smyčka pro přímou injekci polárních analyzátů, které na kazetě neulpívají. Po přepnutí ventilů se ve zpětném pláchnutí eluují semipolární látky společně s přímou injekcí polárních na analytickou C18 kolonu (2.7 µm, 100×3 mm). Gradientní eluce probíhá v čase 0–28 min při 500 µL/min.

Hlavní výsledky a diskuse

• Metoda dosahuje LOQ 0.01–5 ng/L pro většinu látek (průměrná LOQ ≈2.9 ng/L) a lineární odezva s R2>0.99.
• Enrichment factors se pohybují od 5 do 90× ve srovnání s přímou injekcí 50 µL.
• Polární metabolity (DPC, DMS, MDPC) vykazují výrazně zlepšený tvar vrcholu a citlivost při přímé injekci díky zvýšenému objemu a prodloužené kolonce.
• Metoda prokázala RSD <9 % pro plochu a <1.3 % pro retenci při 30 opakováních interního standardu.

Přínosy a praktické využití metody

Tato jednorunová metoda nabízí:

• Úsporu času a nákladů díky eliminaci separátních analýz polárních a semipolárních látek.
• Automatizované online SPE zvyšující citlivost a reproducibilitu.
• Vhodnost pro rutinní monitoring kvality vod a regulatorní kontrolu.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření metodiky na další skupiny reziduí a degradátů v různých matricích.
• Integrace pokročilých modulací kolony pro zkrácení doby analýzy pod 15 minut.
• Využití high-resolution MS pro širší screening neznámých metabolitů.
• Automatizace celé workflow včetně přípravy vzorků a vyhodnocení dat pomocí AI nástrojů.

Závěr

Navržená all-in-one online SPE LC-MS/MS metoda úspěšně kombinuje přímou injekci polárních a obohacování semipolárních analyzátů v jediném běhu. Dosahuje vysoké citlivosti sub-ng/L, precizního kvantitativního stanovení a výrazně zkracuje čas laboratorní analýzy, což ji činí ideální pro environmentální monitoring.

Reference

• Rubirola A. et al. Multiresidue analysis of 24 Water Framework Directive priority substances by on-line solid phase extraction-liquid chromatography tandem mass spectrometry in environmental waters. J. Chromatogr. A 2017, 1493, 64–75.
• Schuhn B. High Volume Injection up to 5 mL with the Agilent 1200 Infinity Series Online SPE Solution for Highest Sensitivity, Agilent Technologies Technical Overview, 2013, 5991-3173EN.