Using Peak Deconvolution of Photodiode Array Data to Attain Faster, Easier Performance of EPA Method 8330B
Aplikace | 2019 | ShimadzuInstrumentace
Analýza stopových množství výbušnin a jejich rozkladných produktů v životním prostředí je klíčová pro hodnocení rizik kontaminace půd a vod. Pro praktické laboratoře a terénní stanoviště je nezbytné mít spolehlivou, rychlou a univerzální metodu, která pokryje široké spektrum nitroaromatů, nitraminů a dusičnanesterů. EPA metoda 8330B představuje standardní postup, jehož robustnost lze dále zvýšit využitím pokročilých detekčních a chemometrických nástrojů.
Hlavním cílem prezentovaného přístupu je zkrátit dobu vývoje chromatografické separace podle EPA metody 8330B pomocí dekonvoluce dat z fotodiodové detekce. Studie demonstruje možnost simultánního kvantitativního stanovení čtrnácti analytů, včetně izomerů nitrotoluenů a dusičnanesterů, bez nutnosti opakované analýzy na potvrzovací koloně.
Metoda využívá izokratické eluční schéma na C-18 kolóně (např. 2,1 x 200 mm, 5 μm) s mobilní fází metanol-voda, doplněnou o nízké procento acetonitrilu pro zlepšení tvaru a oddělení špiček. Detekce probíhá převážně při vlnové délce 254 nm, pro dusičnanestery je použita 210 nm. K separaci a měření jsou testovány různé C-18 kolony od různých výrobců, při optimální teplotě 42 °C a průtoku 0,5 ml/min.
Optimalizace mobilní fáze s přídavkem acetonitrilu umožnila jemné doladění retence, avšak způsobila posuny pořadí elučních špiček. Dekonvoluce neúplně oddělených špiček v časových úsecích 5,1–6,5 a 6,5–8,5 min pomocí chemometrické metody MCR-ALS z PDA dat vyústila v čisté chromatogramy jednotlivých analytů s vysokou mírou spektrální shody. Kalibrace exter- ním standardem pro většinu analytů prokázala lineární odpověď (R2 > 0,999) v rozsahu 2–500 ng na kolonu (2–250 ng pro 2- a 4-amino-DNT). Spe- trální indexy podobnosti vůči knihovním spektrům zůstaly nad 0,985 i při nejnižších koncentracích.
Dalším krokem v oblasti rychlé analýzy explozivních látek je implementace UHPLC technik pro vyšší rozlišení a kratší doby analýzy. Kombinace s hmotnostní spektrometrií přinese lepší selektivitu. Rozvoj chemometrických algoritmů a umělé inteligence usnadní automatizaci dekonvoluce a předzpracování dat. Miniaturizace HPLC systémů a terénní adaptace detektorů rozšíří možnosti přímého nasazení v poli.
Integrace dekonvoluce PDA dat do EPA metody 8330B přináší výrazné zkrácení doby vývoje chromatografie a zajišťuje vysokou kvalitu kvantifikace i při částečném překrývání špiček. Díky automatizované spektrální potvrzovací funkci roste důvěryhodnost výsledků bez nutnosti další analýzy na sekundární koloně.
HPLC
ZaměřeníŽivotní prostředí
VýrobceShimadzu
Souhrn
Význam tématu
Analýza stopových množství výbušnin a jejich rozkladných produktů v životním prostředí je klíčová pro hodnocení rizik kontaminace půd a vod. Pro praktické laboratoře a terénní stanoviště je nezbytné mít spolehlivou, rychlou a univerzální metodu, která pokryje široké spektrum nitroaromatů, nitraminů a dusičnanesterů. EPA metoda 8330B představuje standardní postup, jehož robustnost lze dále zvýšit využitím pokročilých detekčních a chemometrických nástrojů.
Cíle a přehled studie
Hlavním cílem prezentovaného přístupu je zkrátit dobu vývoje chromatografické separace podle EPA metody 8330B pomocí dekonvoluce dat z fotodiodové detekce. Studie demonstruje možnost simultánního kvantitativního stanovení čtrnácti analytů, včetně izomerů nitrotoluenů a dusičnanesterů, bez nutnosti opakované analýzy na potvrzovací koloně.
Použitá metodika a instrumentace
Metoda využívá izokratické eluční schéma na C-18 kolóně (např. 2,1 x 200 mm, 5 μm) s mobilní fází metanol-voda, doplněnou o nízké procento acetonitrilu pro zlepšení tvaru a oddělení špiček. Detekce probíhá převážně při vlnové délce 254 nm, pro dusičnanestery je použita 210 nm. K separaci a měření jsou testovány různé C-18 kolony od různých výrobců, při optimální teplotě 42 °C a průtoku 0,5 ml/min.
Použitá instrumentace
- Shimadzu Nexera-i MT 3D HPLC systém
- Fotodiodový pole detektor LC-2040 PDA
- C-18 kolona ODS (2,1 x 200 mm, 5 μm)
- LabSolution LC software s modulem i-PDeA II
Hlavní výsledky a diskuse
Optimalizace mobilní fáze s přídavkem acetonitrilu umožnila jemné doladění retence, avšak způsobila posuny pořadí elučních špiček. Dekonvoluce neúplně oddělených špiček v časových úsecích 5,1–6,5 a 6,5–8,5 min pomocí chemometrické metody MCR-ALS z PDA dat vyústila v čisté chromatogramy jednotlivých analytů s vysokou mírou spektrální shody. Kalibrace exter- ním standardem pro většinu analytů prokázala lineární odpověď (R2 > 0,999) v rozsahu 2–500 ng na kolonu (2–250 ng pro 2- a 4-amino-DNT). Spe- trální indexy podobnosti vůči knihovním spektrům zůstaly nad 0,985 i při nejnižších koncentracích.
Přínosy a praktické využití metody
- Zrychlení vývojové fáze chromatografické separace bez nutnosti potvrzovací kolony.
- Spolehlivé kvantitativní stanovení i částečně koeluujících špiček.
- Automatická spektrální potvrzení identity analytů z PDA záznamu.
- Možnost integrace do rutinního monitoringu kontaminantů vod a půd.
Budoucí trendy a možnosti využití
Dalším krokem v oblasti rychlé analýzy explozivních látek je implementace UHPLC technik pro vyšší rozlišení a kratší doby analýzy. Kombinace s hmotnostní spektrometrií přinese lepší selektivitu. Rozvoj chemometrických algoritmů a umělé inteligence usnadní automatizaci dekonvoluce a předzpracování dat. Miniaturizace HPLC systémů a terénní adaptace detektorů rozšíří možnosti přímého nasazení v poli.
Závěr
Integrace dekonvoluce PDA dat do EPA metody 8330B přináší výrazné zkrácení doby vývoje chromatografie a zajišťuje vysokou kvalitu kvantifikace i při částečném překrývání špiček. Díky automatizované spektrální potvrzovací funkci roste důvěryhodnost výsledků bez nutnosti další analýzy na sekundární koloně.
Reference
- US EPA Method 8330B Nitroaromatics Nitramines and Nitrate Esters by HPLC
- Shimadzu Application Note No SSI-HPLC-023 High Performance Liquid Chromatography Using Peak Deconvolution of Photodiode Array Data
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Determination of Explosives in Soil Using the Agilent 1260 Infinity III LC System
2025|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Environmental Determination of Explosives in Soil Using the Agilent 1260 Infinity III LC System Relative response Injector workflows for reliable calibration without manual work Retention time Author Abstract Sonja Schipperges Agilent Technologies, Inc. Both military and certain civil…
Klíčová slova
explosives, explosivespetn, petnhmx, hmxhexyl, hexylcalibration, calibrationtetryl, tetrylrdx, rdxretention, retentionmau, mauresponse, responsesoil, soilgarden, gardenrelated, relatedmin, mininfinitylab
Analysis of energetic materials in various water and soil samples using HPLC and LC-MS
|Metrohm|Postery
Analysis of energetic materials in various water and soil samples using HPLC and LC-MS Abstract Diode array detector chromatogram In modern days, a new breed of energetic (explosive) materials is emerging. Traditional aromatic nitrates are still in use, but there…
Klíčová slova
tetryl, tetrylenergetic, energetictraditional, traditionalpentaerythritoltetranitrate, pentaerythritoltetranitratepropellant, propellantresiding, residinghplc, hplcundissolved, undissolvednitroglycerin, nitroglycerininterferences, interferencespetn, petncontain, containinferior, inferiorhmx, hmxwarfare
Dual Confirmation of EPA Method 8330 explosives using DUIS-equipped Single Quadrupole LCMS-2050 and PDA for Tandem Detection
2025|Shimadzu|Postery
ThP 103 Dual Confirmation of EPA Method 8330 explosives using DUIS-equipped Single Quadrupole LCMS-2050 and PDA for Tandem Detection Valeria Zerda-Pinto1; Ethan R Hain1; Lihini Tharanga Mendis1; Sarah Monti1; Samantha A. Olendorff1; Ruth Marfil-Vega1; Landon A Wiest1; Christopher Gilles1 1.…
Klíčová slova
min, minexplosives, explosivespetn, petntetryl, tetryltnt, tnthmx, hmxpda, pdardx, rdxexplosive, explosiveloq, loqdna, dnanexera, nexeratetranitrate, tetranitratenitroglycerin, nitroglycerinpentaerythritol
Enhanced Analysis of explosives listed in EPA Method 8330B using APCI-LC-MS/MS
2025|Shimadzu|Postery
ThP 105 Enhanced Analysis of explosives listed in EPA Method 8330B using APCI-LC-MS/MS Valeria Zerda-Pinto1; Sarah A Monti1; Ethan R Hain1; Lihini Mendis1; Samatha A. Olendorff1; Ruth Marfil-Vega1; Landon A Wiest1; Christopher T Gilles1; 1. Shimadzu Scientific Instruments, Columbia, MD…
Klíčová slova
cold, coldpetn, petnhmx, hmxrdx, rdxmin, minexplosives, explosiveshot, hottetryl, tetryltnt, tntriver, riverpatuxent, patuxentdna, dnanexera, nexeraionization, ionizationtetranitrate