Rapid and highly sensitive quantitation of Microcystins and Nodularin in water by modern LC-MS/MS

Význam tématu

Cyanobakterie představují rostoucí hrozbu pro kvalitu pitné i povrchové vody díky produkci vysoce toxických mikrocyklinů a nodularinu. Regulace WHO a EPA vyžadují sledovat tyto toxiny v nízkých mikrogramových koncentracích, což vyžaduje citlivé a rychlé analytické metody.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo vyvinout a ověřit osmiminutovou LC-MS/MS metodu pro kvantifikaci šesti mikrocyklinů (MC-LR, MC-RR, MC-LA, MC-LF, MC-LY, MC-YR) a nodularinu v souladu s EPA metodou 544. Studie hodnotila linearitu, limity kvantifikace, přesnost, opakovatelnost a aplikovatelnost na reálné vzorky vody.

Použitá metodika a instrumentace

• Chromatograf-masový spektrometr: Shimadzu LCMS-8060NX triple kvadrupól
• Kolona: Shim-pack Velox SP-C18 (2.1×100 mm, 2.7 μm)
• Proudotvorná fáze: gradient 15–90 % B, průtok 0.3 mL/min, teplota kolony 40 °C, objem injekce 10 μL
• Detekce: ESI v pozitivním režimu, MRM s dvěma přechody na analyt
• Interní standard: MC-LR-C2D5 (25 μg/L)

Hlavní výsledky a diskuse

• Úplná separace sedmi toxinů za 8 minut s dostatečným rozlišením
• Limity kvantifikace: 0,5 μg/L pro všechny analyty kromě MC-LF (1,0 μg/L)
• Linearita kalibrace v rozsahu 0,5–200 μg/L (některé až 500 μg/L), R2 > 0,99
• Přesnost kalibrace 70–130 %, %RSD < 15 % pro všechny kalibrátory
• Spikační testy (8, 25, 80 μg/L) v LC-MS vodě: přesnost do ±20 %, %RSD < 10 %, bez carryover
• Metoda umožňuje po 500× SPE detekci až 1 ng/L mikrocyklinu (2 ng/L pro MC-LF)

Přínosy a praktické využití

Rychlá, citlivá a robustní metoda vhodná pro rutinní monitoring kvality vody v prostředí QA/QC laboratoří a ekologického průzkumu bez nutnosti časově náročné předkoncentrace.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Automatizace přípravy vzorků a SPE procesů
• Online monitoring pomocí integrovaných systémů
• Rozšíření panelu sledovaných cyanotoxinů
• Nasazení vysoce výkonných hmotnostních analyzátorů pro další zvýšení citlivosti

Závěr

Předložená osmiminutová LC-MS/MS metoda na systému Shimadzu LCMS-8060NX přináší výrazně nižší LOQ než stávající EPA metoda 544, vynikající linearitu, přesnost a opakovatelnost, což usnadňuje rutinní analýzu cyanotoxinů ve vodách.

Reference

• WHO/SDE/WSH/03.04/57 Cyanobacterial toxins: microcystins
• EPA Method 544 cfpub.epa.gov/si/si_public_record_report.cfm?Lab=NERL&dirEntryId=306953