A Direct Method for the Determination of 13 Nitrosamines in Waterby LCMS-8045 System

Význam tématu

Detekce nitrosaminů ve vodách je klíčová vzhledem k jejich prokázanému karcinogennímu účinku. Tyto sloučeniny, zejména NDMA, se tvoří při úpravě pitné i průmyslové vody chloraminací či ozonací a nacházejí se také v potravinářských produktech. Světová zdravotnická organizace stanovila pro NDMA v pitné vodě limit 100 ng/L, místní předpisy však často chybí pro průmyslové a odpadní vody.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo vyvinout přímou analytickou metodu pro stanovení 13 nitrosaminů v nepitné vodě pomocí UHPLC spojeného s triple kvadrupólovým hmotnostním spektrometrem LCMS-8045 bez nutnosti předchozí extrakce nebo koncentrování. Metoda by měla zajistit vysokou citlivost, linearitu a reprodukovatelnost v rozsahu 0,05 až 5,00 µg/L.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika:

• Přímá analýza vzorku filtrovaného na 0,2 µm bez SPE přestupu.
• Chromatografie na kolóně Shim-pack GIST C18 (150×4,6 mm, 5 µm) v kolónové peci při 40 ºC.
• Mobilní fáze: (A) 0,1 % kyselina mravenčí ve vodě, (B) 0,1 % kyselina mravenčí v methanolu; gradient 15–90 % fáze B při 0,7 mL/min.
• Objem injekce 300 µL, autosampler 15 ºC.
• MRM přechody pro 13 cílových nitrosaminů a 2 vnitřní standardy (NDMA-d6, NDEA-d10).

Instrumentace:

• UHPLC Nexera XS.
• Triple kvadrupólový hmotnostní spektrometr LCMS-8045.
• Atmospheric Pressure Chemical Ionization (APCI) interface.
• Nebulizační plyn 4 L/min, sušící plyn 5 L/min.
• Teplota rozprášení 300 ºC, desolvation line 180 ºC, blok 200 ºC.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda prokázala lineární odezvu (R² > 0,99) v rozsahu 0,05–5,00 µg/L pro všechny nitrosaminy. Opakovatelnost (n=6) při 0,05 µg/L byla lepší než 13 % RSD. Recovery ve čtyřech koncentračních úrovních (0,05–1,70 µg/L) se pohybovala mezi 59 až 135 %, přičemž některé sloučeniny vykázaly vyšší variabilitu v nízkých koncentracích. Zvláštností je nitrosodifenylamin (NDPhA), u něhož byla optimalizována analýza na fragment m/z 170 kvůli jeho nižší stabilitě původního iontu.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí:

• Přímé stanovení bez časově náročné SPE extrakce.
• Vysokou citlivost a rychlost analýzy (gradient do 15 minut).
• Možnost analýzy odpadních vod s vysokým obsahem organických látek a pevných částic.
• Interní standardy zajišťují korekci matrixových vlivů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření přímé LC-MS/MS analýzy nitrosaminů v monitorovacích programech pro pitné i průmyslové vody. Další směry zahrnují zdokonalení citlivosti, rozšíření spektra sledovaných sloučenin, zavedení vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie a automatizaci přípravy vzorků pro vyšší průchodnost laboratoří.

Závěr

Vyvinutá metoda pomocí UHPLC-LCMS-8045 umožňuje spolehlivé, citlivé a rychlé stanovení 13 nitrosaminů v nepitných vodách bez předchozí extrakce. Splňuje požadavky na linearitu i opakovatelnost a otevírá cestu k efektivnímu monitoringu znečištění nitrosaminy v široké škále vodních vzorků.

Reference

• Stuart W. Krasner a Ruth Marfil-Vega, Occurrence of nitrosamines and their precursors in North American drinking waters, AWWA Water Science (2020).
• Instruction Manual - Thermal Energy Analyzer, Model TEA 502/LC, Thermal Electron Corporation, Waltham Massachusetts (1985).
• Buglass AJ, Challis BC a Osborne MR, IARC Scientific Publication No. 9, v ed. Bogovski P a Walker EA, str. 94–100 (1974).