Method for Direct Analysis of Contaminants in Surface Waters With High Accuracy and Precision Using an Agilent 6470A Triple Quadrupole LC/MS System

Význam tématu

Kontaminanty v povrchových vodách, zejména farmaceutika a produkty osobní péče (PPCP), představují environmentální i zdravotní riziko i při velmi nízkých koncentracích (ng/L). Regulace v USA (EPA Method 1694) i v EU (směrnice 2000/60/EC a 2013/39/EU) klade důraz na přesnou a citlivou analýzu těchto látek. Tradiční metody vyžadují časově náročnou extrakci a riziko matricových vlivů.

Cíle a přehled studie / článku

Vyvinout a ověřit rychlou metodu přímé injekce vzorků povrchové vody pro stanovení 28 kontaminantů (PPCP, sucralóza, 2,4-D, atrazin, diuron, diazinon, DEET) v rozsahu nízkých ng/L s vysokou přesností, reprodukovatelností a minimalizovanou přípravou vzorku, s využitím systému Agilent 1290 Infinity II UHPLC a Agilent 6470A Triple Quadrupole LC/MS s AJS ionizací.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky povrchové vody byly filtrovány 0,22 μm stříkačkovým filtrem a do 2 mL vialek se přímo přidávaly vnitřní standardy.
Pro analýzu:

• UHPLC: Agilent ZORBAX Eclipse Plus RRHD C18, 2,1×50 mm, 35 °C, mobile phase voda+0,03 % kys. mravenčí (A) a acetonitril (B), gradient 10–100 % B při 0,4 mL/min, injekce 40 μL.
• MS/MS: Agilent 6470A TQ, AJS zdroj, pozitivní/negativní mód, sušený plyn 7 L/min (250 °C), obalový plyn 11 L/min (370 °C), kapilární napětí 2,5 kV (+) / 3,0 kV (–), MRM dvojice tranzicí pro každý analyzát (kromě gemfibrozilu), rozlišení MS1 Wide/MS2 Unit.
• Kalibrace: 16 úrovní 0,1–5 000 ng/L ve vodě Milli-Q, matriční vzorky z řek Poudre a Big Thompson.

Hlavní výsledky a diskuse

Systém dosáhl sub-ng/L LLOQ pro většinu analyzátů (0,1–1 ng/L) a IDL v rozsahu 0,012–16,3 ng/L; pro některé látky (sucralóza, 2,4-D, gemfibrozil, triclopyr, triclosan) byly LLOQ vyšší (20–50 ng/L). Lineární rozsah pokryl čtyři dekády s R2 > 0,995. Preciznost (%RSD) byla < 20 % na LLOQ a < 15 % na ostatních úrovních, přesnost 80–120 % na LLOQ a 85–115 % výše. Srovnání s dřívějším modelem 6460 ukázalo zlepšení oblasti %RSD o několik procentních bodů, zejména při nízkých ng/L hladinách. Pro bzupropion při 0,2 ng/L byla úspěšně demonstrována přímá injekce bez SPE extrakce srovnatelných výsledků jako 200× SPE obohacený vzorek.

Přínosy a praktické využití metody

Úspora času díky eliminaci SPE, snížení spotřeby rozpouštědel a rizika matricových efektů, vysoká propustnost laboratorních analýz, vhodné pro monitorování povrchových vod dle regulačních požadavků. Metoda uplatnitelná v environmentálních laboratořích, výzkumu i QA/QC monitoringu pitné a užitkové vody.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření panelu analyzátů včetně nových biocidů, pesticidů a endokrinních disruptorů.
• Integrace s vysoce rozlišenou hmotnostní spektrometrií (HRMS) pro nedefinované sledované i nesledované látky.
• Automatizace přípravy vzorků a on-line SPE pro další zjednodušení workflow.
• Propojení s digitálními platformami a IoT pro kontinuální environmentální monitoring.

Závěr

Přímá injekce vzorků povrchové vody na Agilent 6470A TQ LC/MS system umožňuje citlivé, přesné a reprodukovatelné stanovení širokého spektra kontaminantů na nízkých ng/L úrovních bez nutnosti složitých kroků přípravy vzorku. Metoda splňuje požadavky EPA i evropských směrnic a otevírá cestu k efektivnímu environmentálnímu monitoringu.

Reference

1. U.S. EPA. Pharmaceuticals and Personal Care Products (PPCPs) in Water. 2015.
2. U.S. EPA. Method 1694: Pharmaceuticals and Personal Care Products in Water, Soil, Sediment and Biosolids by HPLC/MS/MS. 2007.
3. Directive 2013/39/EU amending Directives 2000/60/EC and 2008/105/EC. 2013.
4. Directive 2008/105/EC on environmental quality standards in water policy. 2008.
5. Decision 2455/2001/EC establishing priority substances list. 2001.
6. Commission Directive 2009/90/EC on technical specifications for water monitoring. 2009.
7. Wiklund A.K.E. et al. Sucralose – An ecotoxicological challenger? Chemosphere 86, 50–55 (2012).
8. Daughton C.G. Pharmaceuticals as Environmental Pollutants. Int. Encyclopedia of Public Health 5, 66–102 (2008).
9. Goodman L.S., Gilman A. The Pharmacological Basis of Therapeutics, 9th ed., 1996, pp. 893–895.