Improved Analysis of N-Nitrosamines by Atmospheric Pressure Chemical Ionization Liquid

Význam tématu

N-nitrosaminy jsou vysoce karcinogenní látky vznikající jako vedlejší produkty dezinfekce vody chloraminy a organickou hmotou. Kvůli nízkým koncentracím v životním prostředí, malé molekulové hmotnosti a vysoké těkavosti je jejich spolehlivá detekce a kvantifikace náročná. Vyvinuté analytické postupy slouží k monitoringu pitné vody, povrchových vod i odpadních vod a zajišťují splnění rostoucích regulačních limitů.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo optimalizovat podmínky APCI-LC–MS/MS podle normy ASTM D8456-22 pro stanovení třinácti N-nitrosaminů a dvou interních standardů v různých matricích vody. Autoři se zaměřili na parametry jako tlak CID plynu, napětí ionizačního rozhraní, teploty a toky plynů, aby dosáhli vyšší citlivosti, reprodukovatelnosti a robustnosti metody.

Použitá metodika a instrumentace

Oddělení látek probíhalo na kapalinovém chromatografu Nexera LC za použití kolony Shim-pack GIST C18 (4.6×150 mm, 5 µm). Detekce se prováděla na hmotnostním spektrometru Shimadzu LCMS-8060RX s APCI rozhraním. Klíčové parametry:

• Mobilní fáze: 0.1 % kyselina mravenčí ve vodě (A) a v methanolu (B), gradientní eluce při 0,7 mL/min
• Ionizační rozhraní: napětí 5 kV, teplota interface 300 °C, DL temp. 250 °C, heat block 275 °C
• Plyny: nebulizační 4 L/min, sušicí 5 L/min, CID plyn 210 kPa
• Objem injekce: 300 µL, kolona v 40 °C
• Příprava vzorků: filtrace 0,2 µm nylonovým filtrem, matice: destilovaná voda, odchlorovaná voda, voda s 500 a 3000 ppm TDS

Hlavní výsledky a diskuse

Optimalizací nastavení APCI rozhraní a MS parametrů autoři dosáhli:

• Rozlišení všech 15 analytů do 15 minut s lineární oblastí 0,05–10 ppb
• Detekční meze 0,05 ppb ve všech formách testovaných vod
• Vysoká lineární korelace (R2 > 0,99) u všech sloučenin
• Reprodukovatelnost: %RSD < 10 % při 0,05 ppb
• Stálé quantifikační poměry v maticích s různým obsahem rozpuštěných pevných látek

Přínosy a praktické využití metody

Optimalizovaná metoda nabízí rychlou, citlivou a robustní analýzu nitrosaminů pro kontrolu kvality vody v průmyslových i komunálních provozech. Díky přímé injekci a minimální předúpravě je vhodná pro rutinní monitoring a splňuje nároky regulačních orgánů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření na další nitrosaminy a doprovodné kontaminanty
• Integrace s vysokorozlišovacím MS pro strukturální potvrzení neznámých analyz
• Automatizace vzorkování a on-line monitoring distribučních sítí
• Vývoj miniaturizovaných APCI senzorů pro poliální stanice
• Využití pokročilých datových metod, chemometrie a strojového učení pro zpracování výsledků

Závěr

Systematická optimalizace APCI-LC–MS/MS metody poskytla citlivou, přesnou a reprodukovatelnou analýzu 13 nitrosaminů a 2 interních standardů v různých typech vod. Metoda splňuje normu ASTM D8456-22 a je vhodná pro rutinní aplikace v oblasti ochrany veřejného zdraví a životního prostředí.

Reference

• Standard Test Method for Determination of Nitrosamines in Water by Liquid Chromatography Tandem Mass Spectrometry LC MS MS ASTM D8456-22 ASTM International 2022