Analysis of Glyphosate, Glufosinate, and AMPA in Tap and Surface Water Using Open-Architecture UPLC with 2D-LC Technology

Význam tématu

Analýza herbicidů glyphosatu, glufosinate a jejich hlavního metabolitu AMPA je klíčová z hlediska ochrany vodních zdrojů a veřejného zdraví. Tyto látky se v životním prostředí snadno přemísťují a mohou znečišťovat povrchové i pitné vody i při nízkých koncentracích. Přesná a spolehlivá detekce na úrovni jednotek µg/L (ppb) je nezbytná pro dodržení legislativních limitů a včasnou odezvu na kontaminaci.

Cíle a přehled studie

Cílem aplikace bylo vyvinout a integrovat zcela automatizovaný postup pro stanovení glyphosatu, glufosinate a AMPA v pitné a povrchové vodě. Studie demonstruje použití open-architecture UPLC s dvoudimenzionální chromatografií (2D-LC) a derivatizace pomocí FMOC-Cl v jednom workflow. Klíčové aspekty zahrnují minimalizaci předúprav, automatické vzorkování a vysokou citlivost metody.

Použitá metodika a instrumentace

• Derivatizace FMOC-Cl: automatizovaný protokol s 30min inkubací při 60 °C, pH úpravy HCl a borátovým pufrem pro optimální výtěžnost.
• Obohacení a 2D-LC: at-column dilution (5 %) umožnila vysokootáčkovou injekci až 500 µL vzorku na sorbent Oasis HLB (20 µm).
• Separační kolony: trap BEH C8 nebo XBridge C18, analytická kolona ACQUITY UPLC BEH C18 (2,1×50 mm, 1,7 µm) při 60 °C.
• Mobilní fáze: voda s 0,5 % kyselinou mravenčí a acetonitril s 0,5 % kyselinou mravenčí, gradient 5–95 % B za 5 min při 0,5 mL/min.
• Detekce MS/MS: Xevo TQ MS, ESI pozitivní mód, MRM přechody pro kvantifikaci a potvrzení (např. glyphosate-FMOC m/z 392→170, 392→214).

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda dosáhla mez kvantifikace (LLOQ) 1 µg/L pro všechny analyty a linearity do 200 µg/L (r2>0,99). Použití at-column dilution významně zlepšilo špičkové tvary ve srovnání s neředěným režimem. Reprodukovatelnost retence i oblasti špiček byla v rozmezí 1–2 % (N=8). FMOC deriváty zůstaly stabilní po dobu minimálně 24 h. Stanovení ve skutečných vzorcích ukázalo koncentrace v povrchové vodě 12–22 µg/L a v kohoutkové vodě pod 1 µg/L, což dokazuje schopnost metody detekovat sub-ppb úrovně.

Přínosy a praktické využití metody

• Minimální předúprava vzorku (filtrace), bez nutnosti časově i finančně náročných extrakcí.
• Plně automatizovaný workflow eliminuje operátorské chyby a zvyšuje reproducibilitu.
• Možnost zpracovat desítky vzorků během jediné noční sekvence.
• Multi-reziduální stanovení v jednom běhu, úspora nákladů na spotřební materiál.

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozšíření metody na další polární pesticidy a jejich metabolity je perspektivní díky modulární koncepci 2D-LC. Vblízké budoucnosti lze očekávat integraci PDA detektoru pro alternativní detekci díky UV aktivitu FMOC derivátů. Dále se plánuje optimalizace pro automatizovanou práci s většími objemy vzorků a adaptace na online monitoring kvality vodních toků.

Závěr

Popsaná metoda kombinuje jednoduchou předúpravu, rychlou a automatizovanou derivatizaci, účinné obohacení a 2D-LC separaci s citlivou MS/MS detekcí. Dosáhla sub-ppb citlivosti, vysoké reproducibility a robustnosti pro rutinní monitoring glyphosatu, glufosinate a AMPA v různých vodních matricích.

Reference

1. Ibanez M et al. J Chromatogr A. 1134:51 (2006).
2. Martins-Junior HA et al. Rapid Commun Mass Spectrom. 23:1029 (2009).
3. Hidalgo C et al. J Chromatogr A. 1035:153 (2004).
4. Nedelkoska TV, Low GKC. Anal Chim Acta. 511:145 (2004).
5. Patsias J et al. J Chromatogr A. 932:83 (2001).
6. Mallet C. Time De-Coupled Chromatography. Waters Corp. 720005125 EN (2014).