Qualitative and Quantitative Analysis of Contaminants of Emerging Concern in Biosolids Using a Dilute and Shoot UHPLC-Orbitrap MS Method

Aplikace | 2016 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
Zaměření
Životní prostředí
Výrobce
Thermo Fisher Scientific

Význam tématu


Analýza kontaminantů nově se objevujících ve životním prostředí, zejména ve formě biosolíd, je klíčová pro posouzení rizik spojených s jejich akumulací v půdách či vodních tocích. Vzhledem k rostoucímu využívání farmaceutik, osobní péče a dalších chemikálií je důležité vyvinout citlivé, vysoce selektivní metody, které umožňují současně kvantifikovat cílené látky i zjišťovat neočekávané vedlejší produkty a transformáty.

Cíle a přehled studie


Studie představuje jednoduchý postup „dilute and shoot“ s použitím UHPLC-Orbitrap MS pro kvantitativní stanovení 49 cílených kontaminantů (CECs) v biosolidech a terestrických vzorcích obohacených biosolidy. Současně je navrženo nekcílové screeningové vyhledávání 381 potenciálních kontaminantů a jejich metabolitů.

Použitá metodika a instrumentace


Vstupní vzorky
  • Biosolidy získané v temperovaných sběrech, konzervované při 4 °C a následně sušené, homogenizované a prosévané (200 µm).
  • Příprava vzorku: 5 g suchého materiálu extrahováno dvakrát 20 mL směsí acetonitril/voda (70:30, v/v) s 0,1 % kyseliny octové a 1 mM EDTA. Extrakt po centrifugaci soustředěn, vysušen a rekonstituován v 100 µL interního standardu.
Instrumentace
  • UHPLC: Thermo Scientific Dionex UltiMate 3000 (HRG-3400RS pumpa, WPS-3000 autosampler, TCC-3400 komora).
  • Kolony: Betasil pro pozitivní mód a Hypersil GOLD™ 2,1×100 mm pro negativní mód.
  • MS: Thermo Scientific Exactive Plus Orbitrap s HESI II, rozlišení 140 000 FWHM, vzorkovací rychlost >1,5 skenu/s.
  • Software: TraceFinder™ pro kvantitativní analýzu a nekcílový screening; SIEVE™ pro zpřesnění identifikace přes ChemSpider™.

Hlavní výsledky a diskuse


Výkonnost metody
  • MDL se pohybují od jednotek do stovek ng/g při odchylkách RSD do 20 %.
  • Průměrné recovery většiny analyzovaných PPCP dosahují 70–120 %.
Obsah cílených látek v biosolidech
  • Bisfenol A: 3,7–85,7 µg/g, karbamazepin: 3,3–3,6 µg/g.
  • Kofein, triclocarban a triclosan detekovány v jednotkách ng/g až stovkách µg/g (semi-kvantitativně).
Nekcílový screening
  • Identifikováno 381 látek, mezi nimi povrchově aktivní látky (POCH), musk složky, umělá sladidla, organofosfáty.
  • Mezi často zjištěné patří galaxolid, dihexadecyldimethylammonium, sucralóza.

Přínosy a praktické využití metody


Metoda umožňuje rychlé stanovení širokého spektra organických kontaminantů v pevných matricích bez časově náročných čistících kroků. Díky vysokému rozlišení Orbitrapu lze současně sledovat známé látky i nečekané transformáty, což je zásadní pro environmentální monitoring a hodnocení dopadů aplikace biosolidů.

Budoucí trendy a možnosti využití


  • Rozšíření databáze nekcílového screeningu o nové metabolity a transformáty.
  • Integrace dat s environmentální modelací šíření CECs.
  • Automatizace přípravy vzorků a zavedení pokročilých ionizačních technik (např. APPI).
  • Využití strojového učení k predikci vzorců kontaminace a prioritizaci analyzovaných sloučenin.

Závěr


Navržená UHPLC-Orbitrap MS metoda „dilute and shoot“ nabízí vysoce citlivý a univerzální postup pro kvantitativní i nekcílové sledování škály kontaminantů v biosolidech. Jednoduchá příprava vzorku v kombinaci s vysokým rozlišením přináší robustní nástroj pro environmentální analýzy a další výzkum fate & transport CECs.

Reference


  1. Ternes, T. A.; Joss, A., Human Pharmaceuticals, Hormones and Fragrances: The Challenge of Micropollutants. In Urban Water Management; IWA, 2006; s. 443.
  2. Kortenkamp, A. Environment Health Perspectives, 2007, 1–42.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Qualitative and Quantitative Analysis of Contaminants of Emerging Concern in Biosolids Using a Dilute and Shoot UHPLC-Orbitrap MS Method
Qualitative and Quantitative Analysis of Contaminants of Emerging Concern in Biosolids Using Dilute-and-Shoot UHPLC-Orbitrap MS Method
Routine, Targeted and Non-Targeted Analysis of Environmental Contaminants of Emerging Concern – Development and Validation of a UHPLC Orbitrap MS Method
Mass Spectrometry Applications for Environmental Analysis
Mass Spectrometry Applications for Environmental Analysis
2014|Thermo Fisher Scientific|Příručky