Agilent 6495C LC/MS trojitý kvadrupól pro analýzu vody na úrovni ppt přímým nástřikem bez zakoncentrace

Pixabay/Katja Just: Agilent 6495C LC/MS trojitý kvadrupól pro analýzu vody na úrovni ppt přímým nástřikem bez zakoncentrace
Kontrola přítomnosti pesticidů, farmak a dalších organických kontaminantů ve vzorcích vod (surových, pitných, balených, odpadních, povrchových a podzemních) je vyžadována příslušnými vyhláškami a legislativou, např. Vyhláška pro pitné vody 252/2004 Sb. (1) nebo Water Framework Directive EU (2) shrnující požadavky na monitoring povrchových vod. Tyto látky se také stanovují při studiu jejich chování během technologických procesů (například v čističkách odpadních vod), v životním prostředí nebo například při kontrole vstupních surovin pro potravinářskou výrobu.
Většina moderních pesticidů a léčiv včetně jejich metabolitů je polárního charakteru, a proto dnes hraje klíčovou úlohu v jejich stanovení technika kapalinové chromatografie s hmotnostně spektrometrickou detekcí (LC/MS). Zcela dominantním typem analyzátorů jsou trojité kvadrupóly, vyznačující se vynikající selektivitou, citlivostí a reprodukovatelností.
U starší generace LC/MS přístrojů byla nutná pro analýzu vod zdlouhavá příprava vzorků pomocí SPE zakoncentrace, která je navíc problematická v případě velmi polárních analytů. Moderní, špičkové LC/MS přístroje však disponují citlivostí, díky které lze SPE přípravu nahradit přímým nástřikem vzorků vody. Agilent LC/MS trojitý kvadrupól 6495 našel využití v řadě laboratoří v ČR zabývajících se analýzou vod. V tomto článku Vám chceme ukázat, co stojí za výkoností této „vlajkové lodi“ LC/MS Agilent a zmíníme vylepšení, která přinesl model 6495C.
Rychle a opakovatelně
Možnost vložit do jedné akviziční metody tisíce SRM přechodů dnes již nikoho nepřekvapí. Podstatné však v praxi je, kolik těchto SRM přechodů je analyzátor změřit najednou při zachování smysluplné rychlosti tak, aby i úzké UHPLC píky byly řádně prokresleny. S tím souvisí především schopnost přístroje měřit citlivě a reprodukovatelně i při velmi nízkých dwell-time (doba měření jednoho SRM přechodu). Právě na dobrou opakovatelnost i s dwell-times pod 5 ms se zaměřila zlepšení v modelu Agilent 6495C. Během 15 minut lze změřit i přes 900 SRM (cca 450 analytů) v jedné metodě bez kompromisu v mezích detekce či opakovatelnosti vlivem rychlosti sběru MS dat nebo přepínání polarity. A to přesto, že v některých „nahuštěných“ částech chromatogramu jsou dwell-times pod 2 ms a v jeden okamžik se měří i přes 190 SRM.
Citlivě a robustně
V souvislosti se stopovou analýzou se často hovoří o citlivosti přístroje. Zlepšit citlivost LC/MS přístroje lze buď optimalizací dráhy iontů a minimalizací jejich ztrát při průchodu iontovou optikou nebo otevřením vstupu do hmotnostního spektrometru (větší otvor mezi oblastí zdroje a vakuovou částí MS) a zvýšením množství vstupujících iontů. Obvykle se v dnešní době používá právě druhý (snazší) přístup, takže se můžete dočíst, o kolik mm je větší vstup u nového modelu. Množství vstupujících iontů a vyšší signál však nemusí vést k adekvátnímu snížení mezí kvantifikace, pokud zároveň není zajištěna nízká úroveň šumu a stálost odezvy. Otevření vstupu do analyzátoru s sebou nese i zvýšené množství balastních látek, které způsobují vyšší šum, rychlejší kontaminaci iontové optiky a horší dlouhodobou stabilitu přístroje. Agilent 6495C LC/MS trojitý kvadrupól disponuje kombinací technologií, které tento přístroj řadí mezi nejcitlivější na trhu, ale zároveň je postaráno o to, aby byl minimalizován šum a aby byl odolný vůči kontaminaci – viz schéma na Obrázku 1.
HPST: Obrázek 1: Konstrukce Agilent 6495C LC/MS trojitého kvadrupólu
-
Agilent Jet Stream iontový zdroj zajišťuje ortogonální (90°) sprej vůči vstupu do MS. Zóna iontů je fokusována pomocným vyhřátým plynem do ohraničené zóny před vstupem do MS. Tento iontový zdroj funguje velmi univerzálně a nastavením přídavného napětí na výstupním šroubení pomocného plynu je dosaženo dobré ionizace méně polárních látek, jinak vyžadujících APCI.
-
Větší transmise iontů do MS systému je zajištěna hexaborální kapilárou (6 paralelních podélných průchodů kapilárou). Tato kapilára je u modelu 6495C chráněna zcela novou ochranou čepičku s otvorem o průměru 0,8 mm (Obrázek 2). Oproti předchozí generaci, která měla vstup o průměru 4,2 mm je tak maximálně zamezeno vstupu neionizovaných částic do kapiláry a u nového modelu se významně prodloužila perioda čištění vstupní kapiláry. I přesto že vstup do přístroje je nyní téměř 27× menší, citlivost zůstala zachována, nebo se dokonce zvýšila. Kapiláru lze čistit bez zavzdušnění MS díky Vac Shield ventilu, který automaticky uzavře vakuovou část při vytažení kapiláry.
HPST: Obrázek 2. Hexaborální kapilára (C) zajišťuje průchod mezi atmosférickou a vakuovou částí. Krytka (A) a ochranná čepička (B) a zamezují její kontaminaci
-
Za kapilárou je zařazen duální ion funnel, v modelu 6495C již 3. generace s vylepšenou geometrií, který fokusuje iontový paprsek a zároveň zde dochází k jeho vyosení, čímž jsou eliminovány zbytky nenabitých částic.
-
Zahnutá a zužující se kolizní cela zlepšuje transmisi produktových iontů, minimalizuje jejich ztráty a eliminuje průchod neutrálních částic.
Pro ilustraci využití tohoto přístroje v analýze vod si ukážeme příklady reálných výsledků pro vybrané skupiny pesticidů a léčiv. Pro měření byla použita HPLC kolona Zorbax Ecplise Plus C18 (100 mm × 2.1 mm; 1.8 µm), teplota kolony byla 45 °C. Objem nástřiku byl 100 µl. Délka chromatografické metody byla 9 min.
V Tabulce I jsou shrnuty meze kvantifikace (LOQ), a instrumentální meze detekce (IDL), vypočítané dle metodiky EPA (3) z relativní směrodatné odchylky plochy píku na koncentraci blízko mezi detekce. V tomto případě byla IDL vypočtena z hladiny LOQ, která je uvedena v tabulce pro tuto koncentrační hladinu jsou také uvedeny relativní směrodatné odchylky (RSD).
HPST: Tabulka I. Meze kvantifikace (LOQ) a instrumentální meze detekce (IDL)
Shrnutí:
Analýza vod je náročnou disciplínou především z pohledu počtu analytů v metodě a také požadovaných mezí detekce. Agilent 6495C LC/MS trojitý nabízí vysokou citlivost měření, které je dosaženo ruku v ruce s vynikající opakovatelností a odolností proti kontaminaci. Tento přístroj umožňuje implementaci metod zahrnující několik stovek látek a dosažení mezí kvantifikace na úrovni jednotek ppt z přímého nástřiku 100 μl vzorku.
HPST: Obrázek 3. Kalibrační přímky analytů Chloridazon-methyl-desphenyl a PFOS. Nahoře: normální měřítko, dole: log-log-měřítko
HPST: Obrázek 4. Chromatogramy pro Chloridazon-methyl-desphenyl a PFOS na koncentraci 0,05 ng/l (5 fg na kolonu)
(1) Vyhláška č. 252/2004 Sb. kterou se stanoví hygienické požadavky na pitnou a teplou vodu a četnost a rozsah kontroly pitné vody
(2) Directive 2000/60/EC of the European Parliament and of the Council establishing a framework for the Community action in the field of water policy