Analysis of Glufosinate, Glyphosate, and AMPA in Tap Water Using Triple Quadrupole LC/MS/MS

Význam tématu

Analýza glufosinátu, glyfosátu a jejich metabolitu AMPA v pitné vodě je klíčová pro zajištění bezpečnosti a dodržení přísných limitů kvality vody definovaných Japonským ministerstvem zdravotnictví. Tyto pesticidy jsou široce aplikovány v zemědělství a jejich rezidua mohou zatěžovat vodní zdroje a představovat riziko pro lidské zdraví i životní prostředí.

Cíle a přehled studie

Cílem této studie bylo vyvinout a otestovat rychlou a citlivou metodu pro přímou analýzu derivatizovaných vzorků pitné vody bez potřeby předchozí extrakce na pevné fázi. Metoda měla umožnit detekci na úrovních 0,2 µg/L, tedy 1/100 stanovených cílových hodnot.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda je založena na derivatizaci 9-fluorenylmethyl-chloroformátem (FMOC-Cl) za zásaditých podmínek podle japonské přílohy 22.
Derivatizační postup:

• Vzorek pitné vody 20 mL dekontaminován kyselým askorbátem sodným
• Přidání pufru boritanového 5 %, FMOC-Cl v acetonitrilu (1 mg/mL)
• Reakce při 50 °C po dobu 20 minut, ukončení kyselinou fosforečnou

Použitá instrumentace:

• Shimadzu LCMS-8050 s ESI v negativním režimu
• Nexera X3 HPLC se sloupcem Mastro 2 C18 (100×2,0 mm, 3 µm)
• Mobilní fáze A: 5 mmol/L acetát amonný ve vodě, B: acetonitril
• Gradientní eluce 5–95 % B za 11 minut, průtok 0,25 mL/min, teplota kolony 40 °C

Hlavní výsledky a diskuse

• MRM chromatogram derivátů všech tří látek ukázal jasné signály při koncentraci 0,1 µg/L
• Kalibrační křivky (0,1–3 µg/L) měly koeficienty korelace r2 > 0,998
• Test spike-recovery na vzorcích pitné vody vykázal průměrné recovery 97 % (glufosinát), 91 % (glyfosát), 89 % (AMPA)
• Reprodukovatelnost (RSD) byla < 10 % pro všechny analyty

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rychlou analýzu bez časově náročné SPE koncentrace, s vysokou citlivostí a spolehlivostí i na velmi nízkých koncentracích. Hodí se pro rutinní monitoring kvality pitné vody, QC/QA laboratoře a výzkumné účely.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření aplikace triple kvadrupólových LC/MS/MS systémů pro více cílových pesticidů a jejich metabolitů. Další vývoj může zaměřit na automatizované přípravné postupy vzorků a nástup ultrarapidních chromatografických metod.

Závěr

Navržená derivatizační LC/MS/MS metoda na platformě Shimadzu LCMS-8050 poskytuje extrémně citlivou a reprodukovatelnou analýzu glufosinátu, glyfosátu a AMPA v pitné vodě při koncentracích až do 0,1 µg/L bez potřeby SPE. Metoda splňuje požadavky na limity kvality vody dle MHLW.

Reference

(1) Enactment of Ministerial Ordinances on Water Quality Standards and Partial Revisions to Waterworks Law Enforcement Regulations, and Points to Note in Waterworks Water Quality Control, Appendix 4 Inspection Methods for Complementary Items to Set the Targets for Water Quality Management, March 30, 2020.