On-line Enrichment HTLC/MS/MS Assay for Multiple Classes of Antibiotics in Environmental Water Sources

Význam tématu

Voda kontaminovaná antibiotiky je globálním problémem, který ohrožuje vodní ekosystémy a přispívá k rezistenci bakteriemi. Spolehlivý monitoring stopových koncentrací antibiotik v životním prostředí vyžaduje citlivé, šetrné a rychlé analytické postupy.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo vyvinout on-line HTLC/MS/MS metodu pro simultánní stanovení 13 zástupců sulfonamidů, tetracyklinů, makrolidů a lincosamidů v povrchové vodě. Metoda kombinuje on-line prekoncentraci pomocí turbulent-flow extrakce s ultra citlivou detekcí v režimu H-SRM na přístroji TSQ Quantum Ultra.

Použitá metodika a instrumentace

Postup zahrnoval:

• Vzorek vody (1 mL) stabilizovaný 2 µg/mL Na2EDTA
• On-line turbulent-flow extrakce na Cyclone MAX kolonce (0,5 × 50 mm) v Aria TLX-2 systému
• Automatický odběr vzorku CTC PAL, objem injekce 1,0 mL
• Eluce analyzátů na analytické kolonce Hypersil GOLD (4,6 × 100 mm, 3 µm), gradient 0,5 % HAc/TFA a ACN
• Detekce ESI+ a H-SRM na TSQ Quantum Ultra (ion transfer 375 °C, Q2 Ar 1,5 mTorr, Q1/Q3 rozlišení 0,7/0,15 Da)

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda dosáhla mezí stanovitelnosti (LOQ) 0,5–5 pg/mL při 1 mL injekci. Linearita kalibrace byla v rozmezí LOQ–100 pg/mL s R2 ≥ 0,990 (většina analyzátů 1/x vážený lineární model, u sulfametoxazolu a sulfamethizolu kvadratický model). Při testu povrchové vody dosáhly sulfonamidy mírného potlačení signálu, makrolidy mírného nárůstu a tetracykliny výrazné změny odpovědi, pravděpodobně vlivem komplexace s kovy.
Ve screeningu vzorků z Kalifornie, Floridy a Ontaria byla antibiotika detekována pouze v jezeře Ontario v koncentracích cca 1,9–2,3 pg/mL.

Přínosy a praktické využití metody

On-line turbulent-flow extrakce zkracuje dobu přípravy vzorku z hodin na minuty a minimalizuje riziko kontaminace a ztráty analyzátů. Vysoce selektivní H-SRM detekce zvyšuje spolehlivost identifikace a kvantifikace stopových úrovní antibiotik ve vodě.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj může směřovat k rozšíření spektra analyzovaných sloučenin (např. hormony, pesticidy), integraci s vysokorozlišovacími hmotovými spektrometry, plné automatizaci workflow a aplikacím v terénních stanovištích pro rychlé environmentální monitorování.

Závěr

Navržená HTLC/MS/MS metoda s on-line prekoncentrací na turbulent-flow kolonce a H-SRM detekcí umožňuje spolehlivé stanovení více tříd antibiotik ve vodě na úrovních pg/mL při vysokém průtoku a krátkém čase analýzy.

Reference

1. Lindsey M.E., Meyer M., Thurman E.M. Anal. Chem. 2001, 73, 4640–4646.
2. Yang S., Cha J., Carlson K. Rapid Commun. Mass Spectrom. 2004, 18, 2131–2145.
3. Göbel A., McArdell C.S., Suter M.J.-F., Giger W. Anal. Chem. 2004, 76, 4756–4764.
4. Shang D. et al. Proc. 48th ASMS Conf. Mass Spectrom. TPH #264.