Mass Spectrometry Analysis of Hormones in Water by Direct Injection

Význam tématu

Analýza stopových koncentrací hormonů ve vodě je nezbytná pro hodnocení rizik endokrinních disruptorů, které mohou ovlivňovat zdraví lidí a ekosystémů. Regulační agentury jako EPA, EU či čínské úřady proto požadují sledování těchto látek v pitné a povrchové vodě.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem aplikace je popsat rychlou, přímou injekční metodu pro stanovení osmi hormonů (17α-ethinylestradiol, 17β-estradiol, estriol, 4-androstene-3,17-dione, equilin, estrone, progesterone a testosterone) v pitné vodě. Metoda využívá LC/MS/MS s triple kvadrupólem Agilent 6470 a přímou injekci vzorku bez předchozího obohacení.

Použitá metodika a instrumentace

Pro separaci a detekci byly využity následující komponenty a postupy:

• UHPLC systém Agilent 1290 Infinity II se sloupcem InfinityLab Poroshell 120 EC-C18 (150 × 2,1 mm, 2,7 μm).
• Agilent 6470 Triple Quadrupole MS s ESI v pozitivním a negativním režimu.
• Mobilní fáze A: acetonitril, B: voda obsahující 1 mM NH4F, gradient 30→100 % A za 10 min s průtokem 0,3 mL/min.
• Přímá injekce 100 μL vodního vzorku bez SPE.
• dMRM režim se dvěma přechody (kvantifikační a kvalifikační ionty) pro každý hormon, optimalizované fragmentor napětí a kolizní energie.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda vykazuje vynikající linearitu v rozsahu 1–500 ng/L (R2 > 0,998). Meze detekce se pohybují mezi 0,1 a 20 ng/L v závislosti na hormonu. Přidání amonného fluoridu zvýšilo citlivost v negativním režimu. Optimalizace capillary a nozzle napětí maximalizovala signál u pozitivně či negativně ionizovatelných sloučenin. Přímá injekce zkracuje dobu analýzy a minimalizuje chyby spojené s přípravou vzorku.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rychlé a spolehlivé sledování hormonů v pitné a povrchové vodě na úrovni ng/L bez časově náročné extrakce. Snižuje variabilitu měření a zkracuje náklady i dobu analýzy, což je výhodné pro rutinní kontrolní laboratoře.

Budoucí trendy a možnosti využití

Pro dosažení nižších detekčních limitů lze zvážit větší injekční objemy až do 900 μL nebo integraci online/offline SPE. Metoda se dá rozšířit o další třídy endokrinních disruptorů a automatizovat v rámci vysokopropustného analytického workflow.

Závěr

Navržená přímá injekční LC/MS/MS metoda s Agilent 6470 TQ prokázala vysokou citlivost, linearitu a reprodukovatelnost při stanovení osmi hormonů v pitné vodě v ng/L koncentracích. Metoda splňuje požadavky regulačních norem a zefektivňuje rutinní monitorování kvality vody.

Reference

1. Kolpin DW et al. Response to Comment on “Pharmaceuticals, Hormones, and Other Organic Wastewater Contaminants in U.S. Streams, 1999–2000: A National Reconnaissance.” Environmental Science and Technology. 2002;36(18):4004.
2. Ting YF, Praveena SM. Sources, mechanisms, and fate of steroid estrogens in wastewater treatment plants: a mini review. Environmental Monitoring and Assessment. 2017;189(4):178.
3. Kidd KA et al. Collapse of a fish population after exposure to a synthetic estrogen. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2007;104(21):8897–8899.
4. Hindle R. Improved Analysis of Trace Hormones in Drinking Water by LC/MS/MS (EPA 539) using the Agilent 6460 Triple Quadrupole. Agilent Technologies Application Note. 2013;5991-2473EN.