LC/MS/MS Analysis of Cylindrospermopsin and Anatoxin-a in Drinking Water Using US EPA Method 545

Význam tématu

Monitorování cyanotoxinů v pitné vodě je klíčové pro ochranu zdraví veřejnosti i živočichů, protože toxiny produkované sinicemi (cylindrospermopsin, anatoxin-a) mohou být vysoce toxické pro játra, ledviny i nervový systém. Spolehlivé analytické metody s nízkými limity stanovení jsou proto nezbytné pro včasné odhalení znečištění a dodržení regulatorních požadavků.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo ověřit použití liquidní chromatografie s tandemovou hmotnostní spektrometrií (LC/MS/MS) podle metody EPA 545 pro simultánní stanovení cylindrospermopsinu a anatoxinu-a v pitné vodě. Konkrétně byly hodnoceny přesnost, opakovatelnost, linie kalibrace a minimální hlásitelné limity (LCMRL).

Použitá metodika a instrumentace

Sample prep:

• Odběr 10 mL vzorku do lahviček s přídavkem askorbové kyseliny (0,1 g/L) a kyseliny sírové (1 g/L) jako konzervantů.
• Přidání interních standardů (Uracil-d4, L-phenylalanine-d5).
• Filtrace 1 mL vzorku přes 0,2 µm PVDF membrány do injekční lahvičky.

Instrumentace:

• LC systém Agilent 1290 Infinity (binární pumpa, autosampler, termostatovaná kolona).
• Kolona Polaris C18-Ether 3×150 mm, 3 µm, teplota 30 °C, injekční objem 20 µL.
• Mobilní fáze A: 0,15 % kyselina octová ve vodě; B: 0,15 % kyselina octová v methanolu; gradient 3→60 % B za 8 min, celkový cyklus 15 min.
• MS detektor Agilent 6460A Triple Quadrupole s ESI+ a Jet Stream, MRM režim.
• Nastavení MS: teplota náplně O₂ (sheath gas) 350 °C, tlak nebulizéru 35 psig, Vcap 4000 V.
• MRM tranzice pro analyty a interní standardy s optimálními fragmentačními energiemi.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda vykázala vysokou liniaritu kalibrace ve dvou koncentracích 0,030–0,300 µg/L a 0,005–0,050 µg/L s R2 ≥ 0,996. Kvantifikační limity (LCMRL) vypočtené EPA kalkulátorem byly 0,018 µg/L pro anatoxin-a a 0,038 µg/L pro cylindrospermopsin, což odpovídá nebo předčí hodnoty v metodě (0,018 a 0,063 µg/L). Recoverie se pohybovaly mezi 90 a 106 %, RSD 4,7–10 %, splňující požadavky ± 30 % a 20 % pro opakovatelnost. Nebylo zjištěno žádné carry-over při analýze vzorků po nejvyšší kalibrační hladině.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje spolehlivou kontrolu pitné vody v rámci UCMR programu a legislativy SDWA s nízkými limity stanovení, nízkým objemem injekce a sníženou údržbou zdroje v MS. Nasazení kvalitní kolony Polaris C18-Ether minimalizuje iontové potlačení.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření metodiky na širší škálu cyanotoxinů a dalších mikropolutantů, integrace vysokoprůtokových a automatizovaných systémů, stejně jako vývoj miniaturizovaných přístrojů a modulárních platforem pro rychlé screeningové a kvantitativní analýzy.

Závěr

Implementace LC/MS/MS platformy Agilent 1290 Infinity / 6460A podle metody EPA 545 poskytuje robustní, vysoce citlivou a přesnou analýzu cylindrospermopsinu a anatoxinu-a v pitné vodě, splňující přísné QC požadavky a s minimálními provozními náklady.

Reference

• United States Environmental Protection Agency. Cyanobacterial Harmful Algal Blooms (CyanoHABs). EPA Web site, 2014.
• United States Environmental Protection Agency. EPA Method 545 – Determination of Cylindrospermopsin and Anatoxin-a in Drinking Water by LC/ESI-MS/MS, August 2013.
• Winslow SD, et al. Statistical procedures for determination and verification of minimum reporting levels for drinking water methods. Environmental Science & Technology 40:281–288, 2006.