Sensitive and Fast Screening for Explosives: Utilization of Online Preconcentration and High Resolution Mass Spectrometryg

Postery |  | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
LC/HRMS, LC/Orbitrap, LC/MS/MS, LC/MS
Zaměření
Forenzní analýza a toxikologie
Výrobce
Thermo Fisher Scientific

Význam tématu


Rychlé a vysoce citlivé sledování organických výbušnin ve vodních matricích je klíčové pro environmentální monitorování i bezpečnostní aplikace. Přítomnost těchto látek v povrchových či podpovrchových vodách představuje riziko pro ekosystémy i lidské zdraví. Integrace online prekoncentrace s vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrií umožňuje efektivní detekci stopových úrovní kontaminantů bez nutnosti časově náročné přípravy vzorku.

Cíle a přehled studie


Cílem této studie bylo vyvinout jedinou LC-MS metodu schopnou rychlého screeningu 22 výbušnin a příbuzných sloučenin v pitné a povrchové vodě. Metoda kombinuje velkoobjemovou automatizovanou injekci, online extrakci a prekoncentraci na kapalinové chromatografii s ultrarychlým vysokorozlišovacím detektorem ke zvýšení citlivosti a specificity.

Použitá metodika a instrumentace


Automatizovaná analýza byla realizována na EQuan MAX systému s následujícími parametry:
  • Online kapalinová chromatografie s prekoncentrační kolonou Hypersil GOLD aQ (2,1×20 mm, 12 µm)
  • Analytická kolona Hypersil GOLD PFP (2,1×100 mm, 1,9 µm)
  • Injekční objem 4 mL, rychlost náplně 2 mL/min
  • Mobilní fáze A: 0,1 mM NH4Cl ve vodě, B: 0,1 mM NH4Cl v 99 % methanolu, gradient 10–90 % B
  • Hmotnostní spektrometr Exactive Orbitrap v negativním APCI režimu, rozlišení 50 000, externí kalibrace
  • Parametry zdroje: corona jehla 80 µA, vaporizer 200 °C, ion transfer tube 125 °C
  • Plný scan v rozsahu 100–500 amu, tolerance hmotnosti ±5 ppm

Hlavní výsledky a diskuse


Metoda dosáhla limitů detekce 0,5–25 ppt a LLOQ v rozmezí ≤0,5–500 ppt pro většinu testovaných sloučenin. V neat solu bylo u všech analyzovaných látek možné detekovat koncentrace pod 0,5 ppt. Ve vzorcích vody z řeky byly při 100 ppt detekovány všechny sloučeniny, polovina z nich při 10 ppt a třetina při 1 ppt. Nízký matriční efekt je zajištěn vysokým rozlišením a úzkou hmotnostní tolerancí. Účinnost prekoncentrace byla ovlivněna afinitou jednotlivých látek k sorbentu, což se projevilo variabilními signálními odezvami.
  • Senzitivita LOD 0,5–25 ppt, LLOQ ≤0,5–500 ppt
  • Detekce ve spikovaných vzorcích řeky: 100 ppt pro všechny, 10 ppt pro ~50 %, 1 ppt pro ~33 %
  • Minimální chemický šum díky vysokému rozlišení Orbitrapu
  • Variabilita prekoncentrační účinnosti dle afinity analyta ke stacionární fázi

Přínosy a praktické využití metody


Tato metoda nabízí laboratornímu provozu rychlý screening více tříd výbušnin s minimální přípravou vzorku. Je využitelná pro environmentální monitoring, kontrolu kvality pitné vody, forenzní analýzu i bezpečnostní inspekce. Online prekoncentrace šetří čas i spotřebu sorbentu oproti klasickému SPE.

Budoucí trendy a možnosti využití


Další směry rozvoje zahrnují optimalizaci prekoncentrace na novelních sorpčních materiálech ke zvýšení citlivosti některých slabě vázaných látek, testování přístupu v dalších matrikách (odpadní voda, půda, kal) a rozšíření metody na nové cílové analyty. Integrace s přístroji nové generace hmotnostních spektrometrů může dále zvýšit selektivitu i rychlost analýzy.

Závěr


Vyvinutá LC-MS metoda spojuje online prekoncentraci s ultravysoce rozlišovací Orbitrap hmotnostní spektrometrií pro efektivní screening 22 výbušnin ve vodě. Metoda dosahuje velmi nízkých detekčních limitů, minimalizuje matriční efekty a zkracuje dobu analýzy, což ji řadí mezi špičkové přístupy v oblasti environmentální analytiky a bezpečnostní kontroly.

Reference


  1. Yinon J, McClellan JE, Yost RA Rapid Commun Mass Spectrom 1997 11 1961–1970
  2. Zhao K, Yinon J J Chromatogr A 2002 977 59–68
  3. Ruzicka J, McHale KJ, Sanders M Proceedings 57th ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics Philadelphia PA 2001

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

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Enhanced Analysis of explosives listed in EPA Method 8330B using APCI-LC-MS/MS
Simultaneous UHPLC/MS Analyses of Explosive Compounds
Simultaneous UHPLC/MS Analyses of Explosive Compounds
2010|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Dual Confirmation of EPA Method 8330 explosives using DUIS-equipped Single Quadrupole LCMS-2050 and PDA for Tandem Detection
Determination of Explosives in Soil Using the Agilent 1260 Infinity III LC System