LC-MS/MS Analysis of Herbicides in Drinking Water at Femtogram Levels Using 20 mL EQuan Direct Injection Techniques

Význam tématu

Odhalit a kvantifikovat herbicidy na úrovni femtogramů v pitné vodě je zásadní pro zajištění bezpečnosti vodních zdrojů a splnění přísných legislativních limitů. Tradiční offline metody koncentrace bývají nákladné a časově náročné, což odráží potřebu online prekoncentračních technik, které zachovají vysokou citlivost, přesnost a throughput.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem bylo porovnání tří objemů přímé injekce (1, 5 a 20 mL) pitné vody obsahující směs triazinových herbicidů při koncentracích 0,1 až 10 pg/mL. Studie se zaměřila na hodnocení citlivosti, linearity, reprodukovatelnosti a rychlosti analýzy s využitím tandemového uspořádání prekoncentračního (loading) a analytického sloupce v systému EQuan.

Použitá metodika

Vzorky byly přiváděny přímou injekcí pitné vody kyselinifikované 0,1 % kyselinou mravenčí na loading kolonu (20×2,1 mm, 12 µm), následoval backflush na analytický sloupec (50×2,1 mm, 3 µm). Přepínání mezi sloupci zajišťoval 6-port ventil řízený softwarem LCQUAN. Objem vzorku byl řízen autosamplerem s CTC makro sekvencí pro multiplexní naplnění stříkačky a rychlé „look-ahead“ injekce. Kvantitativní i kvalitativní data byla získána metodou QED-MS/MS s reverse energy rampou.

Použitá instrumentace

• Hmotnostní spektrometr: Thermo Scientific TSQ Quantum Access, ESI, kladný iontový mód
• LC pumpy: Surveyor Plus (loading) a Accela U-HPLC (analýza)
• Sloupce: Hypersil GOLD loading (20×2,1 mm, 12 µm) a analytický C18 (50×2,1 mm, 3 µm)
• Autosampler: HTC PAL s 5 mL stříkačkou a CTC makrem pro 20 mL injekce

Hlavní výsledky a diskuse

• S/N poměr a intenzita signálu výrazně vzrostly s rostoucím objemem injekce, umožňující detekci i sub-pg/mL koncentrací.
• Lineární zvýšení signálu při přechodu z 1 na 5 mL (faktor ~3,3–4,7) a z 5 na 20 mL (faktor ~3,5–4,7).
• Reprodukovatelnost osm opakování 20 mL injekce při 1 pg/mL s RSD pod 12 % bez interního standardu.
• Reverse Energy Ramp produkovala bohatá produktová iontová spektra pro potvrzení analýzy a eliminaci falešně pozitivních signálů.

Přínosy a praktické využití metody

Eliminace offline SPE koncentračního kroku šetří čas i prostředky. Flexibilní volba injekčního objemu umožňuje laboratořím upravit citlivost podle jejich požadavků. Online čištění a simultánní sběr kvalitativních a kvantitativních dat zvyšují spolehlivost a throughput v rutinních environmentálních i potravinářských analýzách.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace s UHPLC a dalšími rychlými chromatografickými systémy pro zvýšení průtoku a zkrácení doby analýzy.
• Rozšíření aplikace na jiné třídy pesticidů a kontaminantů v různých matricích (např. potraviny, půda).
• Automatizace a pokročilá softwarová řešení pro zpracování spekter a tvorbu knihoven produktových iontů.
• Využití strojového učení pro rychlou identifikaci a kvantifikaci stopových látek.

Závěr

Systém EQuan s velkoobjemovou přímou injekcí umožňuje spolehlivou a citlivou analýzu triazinových herbicidů na úrovni femtogramů bez nutnosti offline předkoncentrace. Metoda prokázala vysokou linearitu, reprodukovatelnost i schopnost potvrzení identity analýz skrze QED-MS/MS, což ji činí vhodnou pro rutinní monitorování pitné vody.