A High Sensitivity Method for Quantitative Determination of Ten Phenols in Surface Water on LC/MS/MS with APCI Interface

Význam tématu

Phenoly jsou široce využívané v průmyslu i domácnosti, ale mnohé s sebou nesou riziko toxicity a kancerogenity. Jedná se o sloučeniny klasifikované jako priority pollutants v povrchových a pitných vodách. Legislativa EU, USA i Japonska stanovuje limity na úrovni 0,1–0,5 µg/L, což klade nároky na citlivé analytické metody. Metody GC, LC a LC/MS/MS vyžadují často složité předúpravy vzorku, které zvyšují časovou náročnost a náklady.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem této studie bylo vyvinout a validovat rychlou a vysoce citlivou kvantitativní metodu pro stanovení deseti fenolů v povrchových vodách s přímou injekcí do LC/MS/MS systému s APCI rozhraním. Studie zahrnuje optimalizaci MRM přechodů, validaci metodiky a její aplikaci na reálné vzorky ošetřené a nádržní vody.

Použitá instrumentace

• Shimadzu LCMS-8050 triple kvadrupól spojený s UHPLC Nexera
• Kolona Kinetex 2.6 µm PFP 100 Å (100×2.1 mm)
• APCI ionizační rozhraní
• Detekce v MRM módu, negativní iontový režim

Použitá metodika

Gradientní eluce mobilními fázemi A (voda) a B (methanol) s programem 5 % B (0–0,01 min), 95 % B (5–6,4 min), 5 % B (6,41–8 min). Průtok činil 0,5 mL/min, teplota kolony 40 °C, objem injekce 10 µL. Pro každý fenol byly optimalizovány dva MRM přechody (kvantifikační a referenční). Kalibrační rozpětí standardů bylo 0,05–10 µg/L (fenol a 2,4-MP 0,5–10 µg/L).

Hlavní výsledky a diskuse

Kalibrační křivky vykázaly vynikající linearitu (R2 > 0,995) v celém rozsahu. Meze detekce (LOD) pro osm substituovaných fenolů ležely mezi 0,02–0,25 µg/L, pro fenol a 2,4-MP byly 1 µg/L. Chromatogramy potvrdily dobře rozlišené izomery 2-nitrofenolu a 4-nitrofenolu při retenčních časech 3,40 a 3,51 min. Metoda umožnila přímou analýzu bez předúpravy pro osm sloučenin, u fenolu a 2,4-MP je nutná 10× koncentrační předúprava. Při aplikaci na reálné vzorky byly v ošetřené a nádržní vodě detekovány pouze 2-nitrofenol a 4-nitrofenol, ostatní analyty byly pod LOD.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlé stanovení deseti fenolů během 8 minut
• Vysoká citlivost a linearita pro většinu analyzovaných sloučenin
• Možnost přímé injekce bez složitých předúprav vzorku
• Splnění legislativních limitů pro fenoly v pitné vodě

Budoucí trendy a možnosti využití

• Zlepšení ionizační efektivity pro málo polární analyty
• Rozšíření metody o další environmentální kontaminanty
• Integrace online monitorovacích systémů
• Miniaturizace a poleové aplikace

Závěr

Navržená MRM-LC-APCI-MS/MS metoda poskytuje citlivé a rychlé stanovení deseti fenolů v povrchových vodách. Osm z analyzovaných sloučenin je kvantifikovatelných bez předúpravy, fenol a 2,4-MP vyžadují koncentrační krok. Metoda je vhodná pro rutinní monitoring environmentálních vod.

Reference

1. Michałowicz J, Bukowska B, Duda W. Chemosphere. 2008;71:735-741.
2. Mnif A, Tabassi D, Sik Ali M, Hamrouni B. Environmental Progress & Sustainable Energy. 2015;34:982-989.
3. Drinking Water Directive 80/778/EEC, Commission of the European Communities, 1980.
4. U.S. EPA Title 40 CFR Part 141, National Primary Drinking Water Regulations.
5. Zhong C, He M, Liao H, Chen B, Wang C, Hu B. J Chromatogr A. 2016;1441:8-15.
6. Shimadzu Application News No. C96. Shimadzu.