Simultaneous determination of tetrabutylammonium and tributylamine in wastewater by IC/LC-MS
Aplikace | 2020 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Cílené sledování trialkylaminů (TAM) a kationtových kvartérních amonných sloučenin (QAC) v odpadních vodách je klíčové pro hodnocení jejich ekologické zátěže. Tyto látky, běžně využívané v čisticích a dezinfekčních přípravcích, odolávají biologické degradaci a mohou se hromadit v životním prostředí, ohrožovat vodní organismy a pramen vody s sebou přinášet zdravotní rizika.
Hlavním cílem studie bylo vyvinout rychlou, citlivou a selektivní chromatografickou metodu pro simultánní stanovení tetrabutylammonia a tributylaminu v průmyslových odpadních vodách. Autoři porovnali konvenční iontovou chromatografii s bateriovou (MPIC) detekcí vedle LC-MS s jednokvadrupólovým spektrometrem.
Metoda kombinuje isokratickou iontovou chromatografii (IC) s přímým přívodem do HESI-MS v pozitivním režimu. Pro separaci byl zvolen polymerní aniontový sloupec Dionex IonPac NS1-5µm a při LC-MS mobilní fáze tvořená vodou, acetonitrilem a formiovou kyselinou. Potlačená vodivostní detekce využívala elektrolyticky regenerovaný potlačovač CERS 500e. Hlavní přístrojové vybavení:
MPIC detekce ukázala dobrou separaci, ale v reálné matici došlo k interferencím a prodlouženým doběhům báze. Nasazení LC-MS s formiovou kyselinou odstranilo tyto překážky. Oba analytické signály (tributylamin m/z 186.4, tetrabutylammonium m/z 242.5) se zřetelně oddělily během 9 minut bez potřeby derivatizace. Limity detekce (LOD) byly 0.023 mg/L pro tributylamin a 0.10 mg/L pro tetrabutylammonium, limity kvantifikace (LOQ) 0.075 mg/L a 0.32 mg/L. Reprodukovatelnost RT a množství byla lepší než 1.2 % (RT) a 2.5 % (obsah) v inter- i intradeních měřeních i v reálných odpadních vzorcích.
Metoda nabízí:
Možné další směry zahrnují rozšíření metody na další QAC a TAM, optimalizaci gradientního protokolu pro zkrácení doby analýzy a integraci s vysokorozlišujícím HRMS za účelem strukturalizace neznámých kontaminantů. Dále lze kombinovat s automatizovanou on-line preparativní extrakcí a datovou analýzou pro monitorování v reálném čase.
Vyvinutá IC/LC-MS metoda umožňuje přímé, selektivní a rychlé stanovení tributylaminu a tetrabutylammonia v průmyslových odpadních vodách bez derivatizace a s minimální přípravou vzorku. Vysoká reprodukovatelnost, nízké LOD/LOQ a krátká doba analýzy předurčují tuto metodu pro rutinní environmentální monitorování QAC a TAM.
IC-MS
ZaměřeníŽivotní prostředí
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Cílené sledování trialkylaminů (TAM) a kationtových kvartérních amonných sloučenin (QAC) v odpadních vodách je klíčové pro hodnocení jejich ekologické zátěže. Tyto látky, běžně využívané v čisticích a dezinfekčních přípravcích, odolávají biologické degradaci a mohou se hromadit v životním prostředí, ohrožovat vodní organismy a pramen vody s sebou přinášet zdravotní rizika.
Cíle a přehled studie / článku
Hlavním cílem studie bylo vyvinout rychlou, citlivou a selektivní chromatografickou metodu pro simultánní stanovení tetrabutylammonia a tributylaminu v průmyslových odpadních vodách. Autoři porovnali konvenční iontovou chromatografii s bateriovou (MPIC) detekcí vedle LC-MS s jednokvadrupólovým spektrometrem.
Použitá metodika a instrumentace
Metoda kombinuje isokratickou iontovou chromatografii (IC) s přímým přívodem do HESI-MS v pozitivním režimu. Pro separaci byl zvolen polymerní aniontový sloupec Dionex IonPac NS1-5µm a při LC-MS mobilní fáze tvořená vodou, acetonitrilem a formiovou kyselinou. Potlačená vodivostní detekce využívala elektrolyticky regenerovaný potlačovač CERS 500e. Hlavní přístrojové vybavení:
- Thermo Scientific Dionex ICS-6000 IC systém s potlačenou vodivostí a autosamplerem AS-AP
- Thermo Scientific ISQ EC Single Quadrupole Mass Spectrometer
- PEAK Scientific Genius NM32LA generátor dusíku
- Iontová kolona Dionex IonPac NS1-5µm s guard kolónou NG1
- CERS 500e suppressor pro potlačenou detekci
- Peristaltické čerpadlo ISMATEC Reglo Digital MS-2/12-160
- Chromeleon 7.2 software pro řízení a zpracování dat
Hlavní výsledky a diskuse
MPIC detekce ukázala dobrou separaci, ale v reálné matici došlo k interferencím a prodlouženým doběhům báze. Nasazení LC-MS s formiovou kyselinou odstranilo tyto překážky. Oba analytické signály (tributylamin m/z 186.4, tetrabutylammonium m/z 242.5) se zřetelně oddělily během 9 minut bez potřeby derivatizace. Limity detekce (LOD) byly 0.023 mg/L pro tributylamin a 0.10 mg/L pro tetrabutylammonium, limity kvantifikace (LOQ) 0.075 mg/L a 0.32 mg/L. Reprodukovatelnost RT a množství byla lepší než 1.2 % (RT) a 2.5 % (obsah) v inter- i intradeních měřeních i v reálných odpadních vzorcích.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda nabízí:
- Rychlý analytický cyklus 9 minut na vzorek
- Minimální přípravu vzorku – pouze ředění vodou
- Vysoká selektivita a citlivost bez derivatizace
- Rozšířený analytický rozsah pro simultánní stanovení více analyzovaných látek
Budoucí trendy a možnosti využití
Možné další směry zahrnují rozšíření metody na další QAC a TAM, optimalizaci gradientního protokolu pro zkrácení doby analýzy a integraci s vysokorozlišujícím HRMS za účelem strukturalizace neznámých kontaminantů. Dále lze kombinovat s automatizovanou on-line preparativní extrakcí a datovou analýzou pro monitorování v reálném čase.
Závěr
Vyvinutá IC/LC-MS metoda umožňuje přímé, selektivní a rychlé stanovení tributylaminu a tetrabutylammonia v průmyslových odpadních vodách bez derivatizace a s minimální přípravou vzorku. Vysoká reprodukovatelnost, nízké LOD/LOQ a krátká doba analýzy předurčují tuto metodu pro rutinní environmentální monitorování QAC a TAM.
Reference
- 1. Valls M., Bayona J. M., Characterization of cationic surfactant markers and their abiotic degradation products by CGC-EI/PICI MS. Fresenius’ J. Anal. Chem. 1991, 339, 212–217.
- 2. Valls M., Bayona J. M., Albaigés J., Use of trialkylamines as an indicator of urban sewage in sludges, coastal waters and sediments. Nature 1989, 337, 722–724.
- 3. Simon P., Lemacon C., Determination of Aliphatic Primary and Secondary Amines and Polyamines in Air by HPLC. Anal. Chem. 1987, 59, 480–484.
- 4. Djozan D., Faraj-Zadeh M. A., Determination of Low Molecular Weight Aliphatic Amines and Ammonium in Environmental Water by HPLC. J. High Resol. Chromatogr. 1996, 19, 633–638.
- 5. Zhang N. et al., Sensitive determination of total aliphatic amines in water samples by spectrofluorimetry. Microchim. Acta 2008, 162, 205–210.
- 6. Xiongfeng H. et al., Automatic Precolumn Derivatization for HPLC Determination of Amines in Air. Thermo Fisher Application Note AN-1012, 2016.
- 7. Fekete A. et al., Amines in the Environment. Crit. Rev. Anal. Chem. 2010, 40, 102–121.
- 8. Ferreira F. N. et al., Determination of low-molecular-weight amines and ammonium in saline waters by IC after steam distillation. J. Sep. Sci. 2016, 39, 1454–1460.
- 9. Lewis Z. et al., Generic IC–MS method for low molecular weight amines in pharmaceutical R&D. Rapid Commun. Mass Spectrom. 2019.
- 10. Jensen D., Anwendungen zur Bestimmung von Alkali- und Erdalkalimetallen und biogenen Aminen in Lebensmitteln. Dtsch. Lebensm.-Rundsch. 2017, 113, 457–463.
- 11. Martínez-Carballo E. et al., Determination of selected quaternary ammonium compounds by LC-MS. Environ. Pollut. 2007, 145, 489–496.
- 12. Xiang L. et al., Analysis of QACs in vegetables using ultrasonic-assisted extraction and GC–MS. J. Agric. Food Chem. 2015, 63, 6689–6697.
- 13. Miyamae Y. et al., Determination of cationic and nonionic surfactants using LC-MS. Bunseki Kagaku 2002, 51, 921–927.
- 14. Hofmann von A. W., Beiträge zur Kenntniß der flüchtigen organischen Basen. Justus Liebigs Ann. Chem. 1851, 78, 253–286.
- 15. Stevens T. S. et al., Degradation of quaternary ammonium salts. J. Chem. Soc. 1928, 3193–3197.
- 16. Ng L.-K., Hupé M., Harris A. G., Direct GC method for homologue composition of benzalkonium chlorides. J. Chromatogr. 1986, 351, 554–559.
- 17. Ding W.-H., Liao Y.-H., Determination of alkylbenzyldimethylammonium chlorides by SPE-GC-MS. Anal. Chem. 2001, 73, 36–40.
- 18. Lopez A. F., Peralta de Ariza M. T., Orio O. A., Rapid method for tetrabutylammonium bromide by GC. J. High Resolut. Chromatogr. 1989, 12, 503–504.
- 19. Ng L.-K. et al., Direct injection GC-MS analysis for denatonium benzoate. Anal. Chem. 1998, 70, 4389–4393.
- 20. Thermo Fisher Scientific, Dionex ERS 500 Suppressor Product Manual Revision 13, 2018.
- 21. Pohl C., Methods Development Using Ion-Pair Chromatography with Suppressed Conductivity Detection. Thermo Fisher Tech. Note 12, 2000.
- 22. Weiss J., Handbook of Ion Chromatography, 4th ed.; Wiley-VCH, 2016.
- 23. Funk W. et al., Qualitätssicherung in der Analytischen Chemie; VCH, 1992.
- 24. ISO 8466-2:2001, Water quality – Calibration and evaluation of analytical methods, Part 2; Beuth Verlag, 2001.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Choosing the appropriate cation-exchange column for quaternary amine determinations
2022|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Technical note | 001521 Ion chromatography Choosing the appropriate cation-exchange column for quaternary amine determinations Authors Goal Sachin Patil and Jeff Rohrer To evaluate and identify cation-exchange columns suitable for applications involving Thermo Fisher Scientific, Sunnyvale, CA quaternary ammonium compound…
Klíčová slova
dionex, dionexionpac, ionpaccolumn, columnparaquat, paraquatexchange, exchangecation, cationisocratic, isocraticacetylcholine, acetylcholinepeak, peakchlormequat, chlormequatmin, minquaternary, quaternarycholine, cholinetime, timefood
Thermo Scientific Dionex eluent suppressors for ion chromatography
2022|Thermo Fisher Scientific|Brožury a specifikace
PRODUCT SPECIFICATIONS Thermo Scientific Dionex eluent suppressors for ion chromatography Suppression was introduced in 1975, thereby bringing ion chromatography (IC) to the forefront of modern analytical techniques for inorganic analysis. Suppression greatly enhances signal-to-noise ratio by: • Decreasing background eluent…
Klíčová slova
regenerant, regenerantsuppressor, suppressordionex, dionexeluent, eluenteluents, eluentssuppression, suppressioncarbonate, carbonateexchange, exchangetba, tbaregenerated, regeneratedion, ionnoise, noiseconductivity, conductivitysuppressors, suppressorsanion
Determination of histamine, agmatine, and putrescine in wine by ion chromatography- single quadrupole mass spectroscopy
2021|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE 000164 Determination of histamine, agmatine, and putrescine in wine by ion chromatographysingle quadrupole mass spectroscopy Authors: Terri Christison and Jeff Rohrer Thermo Fisher Scientific, Sunnyvale, CA, USA Keywords: Dionex IonPac CS19-4µm column, RFIC, Reagent-Free IC, IC-MS, biogenic amines…
Klíčová slova
isq, isqputrescine, putrescinehistamine, histamineagmatine, agmatinesuppressed, suppressedwine, winebiogenic, biogenicsuppressor, suppressordionex, dionexconductivity, conductivityspectrometer, spectrometercounts, countssparkling, sparklingmass, massthermo
Industrial Ion Chromatography application note compendium
2020|Thermo Fisher Scientific|Příručky
Table of contents Overview Chemicals Materials Batteries Electronics Oil and Gas Biofuels Power Industrial Ion Chromatography application note compendium Industrial application note compendium Table of contents Materials There is a broad range of industrial applications that are ideally suited for…
Klíčová slova
biofuels, biofuelsbatteries, batterieselectronics, electronicsanions, anionscic, cicpower, poweroil, oilamines, aminescontents, contentschemicals, chemicalstrace, traceoverview, overviewtable, tablematerials, materialssulfuric