Direct Injection and Online SPE LC/MS/MS for the Determination of Pharmaceuticals and Personal Care Products (PPCPs) in Water Samples - Using the Agilent InfinityLab Online SPE Solution

Význam tématu

Farmaceutické sloučeniny a produkty osobní péče (PPCP) se v důsledku širokého užití a stálého vylučování dostávají do povrchových i pitných vod v stopových koncentracích. I malé množství těchto mikropolutantů může představovat environmentální riziko a potenciálně synergické efekty, proto je klíčové vyvinout citlivé a automatizované analytické metody pro jejich sledování.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo porovnat dvě přístupy pro stanovení PPCP v povrchových a pitných vodách: přímou injekci vzorku (100 µL) a online SPE (solid-phase extraction) s velkým objemem vzorku (až 1,5 mL). Použit byl systém Agilent InfinityLab Online SPE Starter Set s Direct Inject Kit a 6470A Triple Quadrupole LC/MS/MS. Hlavním úkolem bylo zhodnotit citlivost, přesnost, linearitu a chromatografický výkon obou režimů.

Použitá metodika a instrumentace

Analytická soustava sestávala z:

• Agilent 1290 Infinity II LC se systémy vysokotlaké pumpy, kvaternární pumpy pro SPE a multisampleru
• Agilent 6470A Triple Quadrupole MS s Jet Stream elektrospray zdrojem
• Online SPE Starter Set a Direct Inject Kit umožňující automatické přepínání mezi načítáním na SPE kartridže a přímou injekcí
• SPE kartridže Bond Elut Online PLRP-S a analytický sloupec Poroshell 120 EC-C18

Vzorky byly filtrovány a upraveny přidáním 0,1 % kyseliny mravenčí. Standardní směsi PPCP (atenolol, karbamazepin a metabolity, NSAID, antibiotika, beta blokátory, analgesika, sartany) byly připraveny v koncentracích od 10 do 200 ng/L a analyzovány oběma způsoby.

Hlavní výsledky a diskuse

Online SPE přinesla výrazné zvýšení citlivosti (5× až 80× podle sloučeniny) oproti přímé injekci, s LOD v rozsahu 0,02 – 1 ng/L. Chromatografický výkon zůstal srovnatelný, jen u vysoce polárních látek (např. atenolol) se projevila nižší retence a u některých sulfonamidů mírné rozšíření píku. Vzorky z reálných povrchových vod ukázaly podobné koncentrace PPCP oběma metodami, přičemž komponenty bližší detekčnímu limitu byly spolehlivě zjištěny až v režimu online SPE.

Přínosy a praktické využití metody

Automatizované přepínání mezi přímou injekcí a online SPE minimalizuje manuální zásahy a zvyšuje propustnost laboratorních analýz. Online SPE umožňuje koncentrovat velké objemy vzorku a současně odstraňovat interferující matrici, což zrychluje detekci stopových PPCP v environmentálních vodách a pitné vodě.

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozšíření metody lze očekávat směrem k širšímu spektru analytů včetně dalších skupin mikropolutantů, využití nových sorbentů a miniaturizaci SPE kartridží. Integrace s vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrií a využití pokročilé datové analýzy přispěje k komplexnímu monitoringu vodních ekosystémů.

Závěr

Využití Agilent InfinityLab Online SPE s Direct Inject Kit a 6470A TQ LC/MS vedlo k významnému zlepšení citlivosti stanovení PPCP v různých vodních matricích bez kompromisů v chromatografickém rozlišení. Metoda je vhodná pro rutinní monitoring, support QA/QC a environmentální studie.

Reference

• Petrie B ; Barden R ; Kasprzyk-Hordern B . A review on emerging contaminants in wastewaters and the environment Current knowledge understudied areas and recommendations for future monitoring Water Res 2015 72 3-27
• US EPA Method 1694 Pharmaceuticals and Personal Care Products in Water Soil Sediment and Biosolids by HPLC MS MS US Environmental Protection Agency 2007
• European Parliament and Council Directive 2013/39/EU of 12 August 2013 amending Directives 2000/60/EC and 2008/105/EC
• Timm A et al Analysis of Four beta Lactam Antibiotics in Water Using an Agilent 6470A TQ LC MS with Direct Injection and Online SPE Agilent Technologies Application Note 5991-8017EN 2017
• Yang S Cha J Carlson K Quantitative determination of trace concentrations of tetracycline and sulfonamide antibiotics in surface water using solid phase extraction and liquid chromatography ion trap tandem mass spectrometry Rapid Commun Mass Spectrom 2004 18 18 2131-2145
• Castiglioni S et al A multiresidue analytical method using solid phase extraction and high pressure liquid chromatography tandem mass spectrometry to measure pharmaceuticals of different therapeutic classes in urban wastewaters J Chromatogr A 2005 1092 2 206-215
• Maldaner L Jardim ICSF Determination of some organic contaminants in water samples by solid phase extraction and liquid chromatography tandem mass spectrometry Talanta 2012 100 38-44