Sensitive Screening of Pharmaceuticals and Personal Care Products (PPCPs) in Water Using an Agilent 6545 Q-TOF LC/MS System

Význam tématu

Analýza farmaceutik a přípravků osobní péče (PPCPs) ve vodách je klíčová pro hodnocení vlivu na životní prostředí a lidské zdraví. Tyto látky se v důsledku nedostatečné úpravy vody dostávají do povrchových i pitných zdrojů v koncentracích na úrovni ppt. Vysoce citlivé a širokospektré metody umožňují odhalit stovky sloučenin v jediném měření bez složitých předúprav.

Cíle a přehled studie

Studie popisuje vývoj a validaci dvou LC–Q-TOF metod pro screening a kvantitativní stanovení 118 sloučenin v pozitivním módu a 22 v negativním módu ionizace pomocí systému Agilent 6545 Q-TOF LC/MS. Cílem bylo dosáhnout detekčních limitů v řádu 10 ppt při přímé injekci vzorku bez rozsáhlé extrakce.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky vody byly filtrovány, internal standards přidány v pevném koncentrátu 100 ppt a do systému se injektovalo 40 µL.

• UHPLC: Agilent 1290 Infinity se ZORBAX C18, 2,1 × 100 mm, 1,8 µm, teplota 40 °C, průtok 0,3 mL/min.
• Mobilní fáze (pozitivní mód): voda + 5 mM acetát amonný + 0,02 % kyseliny octové (A) / acetonitril (B); gradient 5→100 % B za 11 min.
• Mobilní fáze (negativní mód): voda + 0,005 % kyseliny octové (A) / acetonitril (B); gradient 5→100 % B za 6 min.
• MS: Agilent 6545 Q-TOF s Jet Stream ESI, Swarm autotune pro optimalizaci přenosu v rozsahu 50–250 m/z, high sensitivity slicer mode.
• Data: MassHunter B.07 pro akvizici, identifikaci (Find by Formula, ±5 ppm, ±0,5 min RT) a kvantifikaci (kvadratická křivka, váha 1/x).

Hlavní výsledky a diskuse

Systematická studie stability prokázala udržení accuracy pod 0,25 ppm při 300 injekcích (reserpine) a area %RSD 2,56 %. Metoda umožnila detekovat většinu PPCPs bez předchozí SPE.

• LLOQ 10 ppt pro většinu látek, u některých analyzátů dokonce nižší.
• Linearita: R² ≥ 0,99 pro většinu sloučenin (výjimky: metotrexát 0,978; thiabendazol 0,984).
• Precizita: 79 % látek %RSD < 10 % při LLOQ.
• Identifikace: vysoká přesnost hmotnosti, izotopový vzorec, target score > 90 (např. 6-acetylmorphine).
• Reálné vzorky: v kohortě pitných i povrchových vod identifikováno několik desítek PPCPs, v negativním módu pouze v vzorcích povrchové vody.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda výrazně zjednodušuje workflow pro monitorování vod, eliminuje nákladné a časově náročné SPE, zvýší propustnost laboratoře a umožní retrospektivní screening neznámých látek. Je vhodná pro regulační agentury i průmyslovou QA/QC.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozvoj nontarget a semitarget analýz díky bohatým datovým archivům Q-TOF a personal compound databází.
• Integrace s vysokou rozlišovací schopností ion mobility pro komplexnější vzorky.
• Automatizace přípravy vzorků a online SPE pro další zvýšení citlivosti.
• Širší uplatnění v biologických, potravinářských i farmaceutických analýzách.

Závěr

Agilent 6545 Q-TOF LC/MS s Jet Stream a Swarm autotune nabízí vysoce citlivé, přesné a spolehlivé stanovení PPCPs v řádu ppt bez náročné předúpravy. Metodu lze snadno implementovat v rutinním monitoringu vod a výzkumných aplikacích.

Reference

1. Boyd G. R.; et al. Science of The Total Environment 311(1–3), 135–149 (2003).
2. Snyder S.; et al. Environmental Engineering Science 20(5), 449–469 (2003).
3. EPA Method 1694: Pharmaceuticals and Personal Care Products in Water, Soil, Sediment and Biosolids by HPLC/MS/MS (2007).
4. European Water Framework Directive 2000/60/EC; Groundwater Directive 2006/118/EC.
5. Ferra I.; Thurman E. M.; Zweigenbaum J. Agilent 6460 LC/MS/MS, Application Note 5990-4605EN.
6. Yang D. D.; et al. Agilent 6545 QTOF Application Note 5991-5485EN.
7. Cullum N. Agilent 6490 Triple Quadrupole LC/MS Application Note 5990-9978EN.
8. Yang D. D.; Murphy M. A.; Zhang S. Agilent 6495 QQQ Application Note 5991-5425EN.