A Highly Sensitive MRM-Based Method for Detection and Quantitation of Seven Pharmaceuticals and Personal Care Products (PPCPs) in Surface Water

Význam tématu

Farmaceutické a osobní pečující produkty (PPCPs) pronikají do povrchových a pitných vod přes průmyslové a komunální odpadní toky. Jejich dlouhodobá perzistence a potenciál vyvolávat hormonální dysfunkce podtrhují potřebu citlivých analytických metod pro sledování v nízkých ng/L až ppt úrovních.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout vysoce citlivou metodu na bázi MRM (Multiple Reaction Monitoring) pro přímou detekci a kvantifikaci sedmi vybraných PPCPs v povrchových vodách bez předchozího koncentračního kroku. Mezi analyty patří čtyři nesteroidní protizánětlivé léky (ketoprofen, naproxen, ibuprofen, dichlorofenac), jedna fibrátová látka (gemfibrozil) a dvě antibakteriální složky (triclocarban, triclosan).

Použitá metodika a instrumentace

Pro analýzu byla použita sestava UHPLC Nexera spojená s triple kvadruppolovým hmotnostním spektrometrem LCMS-8060. K separaci sloužil pentafluorfenylový (PFP) sloupec (100 mm × 2,1 mm, 2,6 μm). Mobilní fází byla voda se 0,1 % kyseliny mravenčí (A) a acetonitril (B) v gradientní eluci během 8 minut. Klíčové parametry:

• Průtok 0,3 mL/min, teplota kolony 40 °C, objem injekce 10 μL
• Ionizace ESI v pozitivním i negativním režimu, MRM režim
• Nastavení teplot sušícího a rozptýleného plynu, tlak a rychlosti dle optimalizace výrobce

Hlavní výsledky a diskuse

Optimalizované MRM přechody pro každý analyzovaný PPCP umožnily dosáhnout liniaritu s R2 > 0,99 v rozsahu od 1 do 1000 ng/L. Limity detekce (LOD) se pohybovaly od 1,0 ng/L (gemfibrozil) do 13,5 ng/L (ketoprofen), s opakovatelností (%RSD) 1,7–7,2 %. Metoda byla úspěšně aplikována na skutečné vzorky: v upravené vodě i vodě z nádrže byl prokázán triclosan (~10,9 ng/L), zatímco ostatní analytiky nebyly detekovány nad LOD; u gemfibrozilu se objevila špička pod LOD (~0,5 ng/L).

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nevyžaduje off-line ani on-line předkoncentraci, což zkracuje dobu analýzy a snižuje riziko kontaminace. Díky vysoké citlivosti a reprodukovatelnosti je vhodná pro rutinní monitoring kvality vod v laboratořích QA/QC, environmentálním výzkumu i regulačních institucích.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření spektra sledovaných látek o další PPCPs a jejich metabolity
• Implementace on-line SPE pro zvýšení throughput a automatizaci
• Využití vysokorozlišení (HRMS) pro objasnění neznámých transformátů
• Field deployable systémy pro terénní screening

Závěr

Vyvinutá MRM metoda na LCMS-8060 poskytuje citlivé a spolehlivé sledování sedmi klíčových PPCPs v povrchových vodách bez nutnosti předběžné koncentrační úpravy. Dosahované LOD a LOQ na úrovni jednotek ng/L potvrzují vhodnost metody pro environmentální a regulační aplikace.

Reference

1. U.S. EPA Method 1694 – Pharmaceuticals and Personal Care Products in Water, Soil, Sediment and Biosolids by LC/MS/MS, 2007
2. Liu J, Wong M, Pharmaceutical and personal care products A review on environmental contamination in China, Environment International, 59, 2013, 208–224
3. Batt AL, Kostich MS, Lazorchak JM, Analysis of Ecologically Relevant Pharmaceuticals in Wastewater and Surface Water Using Selective Solid-Phase Extraction and UPLC–MS/MS, Analytical Chemistry, 2008, 80(13), 5021–5030
4. Pryor K, Byrne J, Lieberman R, Gilles C, LCMS-MS Method for Evaluation of PPCPs in Environmental Water, ASMS 2016, MP169 (PO-CON1659E)
5. Xing J, Wu J, Zhang LF, Zeng P, Nargund S, Zhan Z, A Fully Automated Multiple Injection On-line SPE-LC-MS/MS Method for Analysis of Trace Level Drug Residues in Water, ASMS 2012