Fast and Accurate Determination of Algal Toxins in Water Using Online Preconcentration and UHPLC-Orbitrap Mass Spectrometry
Aplikace | 2016 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Analýza toxinů produkovaných sinicemi v pitné i povrchové vodě je klíčová pro ochranu veřejného zdraví a ekosystémů. Cyanotoxiny jako microcystiny a nodularin mohou způsobit jaterní i neurologické poškození u zvířat i lidí. Rychlá a přesná detekce v nízkých koncentracích umožňuje včasné varování a odstranění kontaminace ve vodárenských zařízeních.
Cílem bylo vyvinout a validovat metodu pro stanovení microcystinů (LR, RR, YR) a nodularinu v surové i upravené vodě kombinací online prekoncentrace s column-switching technikou a vysokorozlišující UHPLC-Orbitrap hmotnostní spektrometrií. Metoda byla aplikována na vzorky z řek a vodárenských provozů v Koreji.
Metoda online prekoncentrace využívá kolonu Thermo Scientific Hypersil GOLD aQ jako pastovací kolonu a Hypersil GOLD analytickou kolonu pro separaci. Vzorek vody (1 mL) je injekčně adsorbován na pastovací kolonu při mobilní fázi 0,1 % kyseliny mravenčí ve vodě/acetonitrilu (98:2), poté se roztok přepne a eluát je odváděn na analytickou kolonu při 98 % acetonitrilu. Analytické stanovení probíhá v režimu full-scan na Thermo Scientific Exactive Orbitrap MS s rozlišením 50 000 (FWHM, m/z 200). Kalibrace byla provedena externím standardem v rozsahu 100–1000 pg/mL.
Retentionní časy microcystinů a nodularinu se pohybovaly mezi 2,6 a 2,8 min. Kalibrační křivky vykázaly korelační koeficienty 0,9971–0,9996 a reprodukovatelnost ±15 %. Detekční limity (MDL) dosáhly 0,009–0,035 ng/mL a praktické kvantitační limity (PQL) 0,03–0,11 ng/mL. Recovery pro microcystin-LR, -RR, -YR a nodularin se pohybovaly mezi 70,3 % a 113,7 % s RSD 2,5–10,9 %. Metoda výrazně zkrátila dobu analýzy (z 12,3 hodin na 2 hodiny) a snížila potřebu vzorku a organických rozpouštědel.
Rozvoj vysokorozlišující full-scan MS umožní retrospektivní analýzu nových či neočekávaných cyanotoxinů. Integrace automatizace vzorkování a on-site analýzy přispěje k realtime monitoringu vodních zdrojů. Kombinace s datovými platformami a umělou inteligencí umožní předpověď a sledování trendů sinicových květů.
Navržená metoda spojuje online prekoncentraci s Orbitrap MS pro rychlé, citlivé a robustní stanovení algálních toxinů v pitné a povrchové vodě. Vysoké rozlišení, nízké limity detekce a zkrácený pracovní postup z ní činí efektivní nástroj pro rutinní monitoring a krizové situace ve vodárenských provozech.
Příprava vzorků, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
ZaměřeníŽivotní prostředí
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Analýza toxinů produkovaných sinicemi v pitné i povrchové vodě je klíčová pro ochranu veřejného zdraví a ekosystémů. Cyanotoxiny jako microcystiny a nodularin mohou způsobit jaterní i neurologické poškození u zvířat i lidí. Rychlá a přesná detekce v nízkých koncentracích umožňuje včasné varování a odstranění kontaminace ve vodárenských zařízeních.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem bylo vyvinout a validovat metodu pro stanovení microcystinů (LR, RR, YR) a nodularinu v surové i upravené vodě kombinací online prekoncentrace s column-switching technikou a vysokorozlišující UHPLC-Orbitrap hmotnostní spektrometrií. Metoda byla aplikována na vzorky z řek a vodárenských provozů v Koreji.
Použitá metodika a instrumentace
Metoda online prekoncentrace využívá kolonu Thermo Scientific Hypersil GOLD aQ jako pastovací kolonu a Hypersil GOLD analytickou kolonu pro separaci. Vzorek vody (1 mL) je injekčně adsorbován na pastovací kolonu při mobilní fázi 0,1 % kyseliny mravenčí ve vodě/acetonitrilu (98:2), poté se roztok přepne a eluát je odváděn na analytickou kolonu při 98 % acetonitrilu. Analytické stanovení probíhá v režimu full-scan na Thermo Scientific Exactive Orbitrap MS s rozlišením 50 000 (FWHM, m/z 200). Kalibrace byla provedena externím standardem v rozsahu 100–1000 pg/mL.
Hlavní výsledky a diskuse
Retentionní časy microcystinů a nodularinu se pohybovaly mezi 2,6 a 2,8 min. Kalibrační křivky vykázaly korelační koeficienty 0,9971–0,9996 a reprodukovatelnost ±15 %. Detekční limity (MDL) dosáhly 0,009–0,035 ng/mL a praktické kvantitační limity (PQL) 0,03–0,11 ng/mL. Recovery pro microcystin-LR, -RR, -YR a nodularin se pohybovaly mezi 70,3 % a 113,7 % s RSD 2,5–10,9 %. Metoda výrazně zkrátila dobu analýzy (z 12,3 hodin na 2 hodiny) a snížila potřebu vzorku a organických rozpouštědel.
Přínosy a praktické využití metody
- Rychlá online prekoncentrace bez offline SPE šetří čas i pracovní síly.
- Vysoká citlivost a nízké detekční limity pod současnými vodními standardy WHO.
- Možnost současné identifikace a kvantifikace více variant microcystinů a nodularinu z jednoho vstřiku.
- Úspora organických rozpouštědel a minimalizace odpadů.
Budoucí trendy a možnosti využití
Rozvoj vysokorozlišující full-scan MS umožní retrospektivní analýzu nových či neočekávaných cyanotoxinů. Integrace automatizace vzorkování a on-site analýzy přispěje k realtime monitoringu vodních zdrojů. Kombinace s datovými platformami a umělou inteligencí umožní předpověď a sledování trendů sinicových květů.
Závěr
Navržená metoda spojuje online prekoncentraci s Orbitrap MS pro rychlé, citlivé a robustní stanovení algálních toxinů v pitné a povrchové vodě. Vysoké rozlišení, nízké limity detekce a zkrácený pracovní postup z ní činí efektivní nástroj pro rutinní monitoring a krizové situace ve vodárenských provozech.
Reference
- WHO. Toxic Cyanobacteria in Water, A Guide to Their Public Health Consequences, Monitoring and Management, 1999.
- Henriksen A.S., Olli K. Sedimentation and Buoyancy of Aphanizomenon cf. flos-aquae (Nostocales, Cyanophyta) in a Coastal Area of the Baltic Sea. Phycologia, 1996, 35, 94–101.
- Repavich W.M., Meisner L.F., Sonzogni W.C., Standridge J.H., Wedepohl R.E. Cyanobacteria in Wisconsin Waters: Toxicity. Water Research, 1990, 24, 225–231.
- Lee J.J. et al. Assessment of Microcystin Analysis Methods for Convenient Monitoring. Korean Soc. Water (2010), 643–644.
- Sivonen K. Cyanobacterial Toxins. Encyclopedia of Microbiology, 3rd ed., 2009, 290–307.
- Jang J.-H., Kim Y.-S., Choi J.-W. Journal of Korean Soc. on Water Environment, 2012, 28(6), 843–850.
- Lawton L.A., Codd G.A., Edwards C. Extraction and HPLC Method for Microcystins in Waters. Analyst, 1994, 119, 1525–1530.
- Harada K., Matsuura K., Suzuki M. Analysis of Toxic Peptides from Cyanobacteria by RP-HPLC. J. Chromatogr. A, 1988, 448, 275–283.
- Yu S.J. et al. Analysis of Microcystins in Daecheong Reservoir by HPLC. J. Korean Soc. Water Environ., 1999, 15(4), 517–526.
- Petrovic M., Barcelo D., Tavazzi S. Column-switching with Pre-column Packing for Cleanup and LC-MS of Alkylphenolics. J. Chromatogr. A, 2002, 971, 37–45.
- Zweigenbaum J.A., Beattie K.A., Codd G.K., Henion J.D. Direct Analysis of Microcystins by Microbore LC-ESI-Ion Trap MS/MS. J. Pharm. Biomed. Anal., 2000, 23(4), 723–733.
- Cong L. et al. Determination of Trace Microcystins by LC-MS/MS. Anal. Chim. Acta, 2006, 569, 157–168.
- Kim J.H., Kim H.C., Yun M.A. Simultaneous Determination of Cyanotoxins in Water by LC-MS/MS. J. Korean Soc. Water Environ., 2009, 25(4), 597–605.
- Fastner J., Flieger I., Neumann U. Optimized Extraction of Microcystins: Solvents and Procedures. Water Research, 1998, 32(10), 3177–3181.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Highly Sensitive Quantitation of Microcystins and Nodularin in Water using the Triple Quad LCMS-8060NX in Accordance with EPA Method 544
2024|Shimadzu|Aplikace
LCMS-8060NX High Performance Liquid Chromatograph Mass Spectrometer Application News Highly Sensitive Quantitation of Microcystins and Nodularin in Water using the Triple Quad LCMS-8060NX in Accordance with EPA Method 544 Kate Xia, Evelyn Wang, Ruth Marfil-Vega Shimadzu Scientific Instruments, Inc. User…
Klíčová slova
microcystins, microcystinsnodularin, nodularinnod, nodinquiry, inquiryratio, ratioarea, areamin, mincyanotoxins, cyanotoxinssix, sixmicrocystin, microcystinspiking, spikingseven, seveninterface, interfaceenzo, enzoinhabited
Analysis of microcystins and nodularin in drinking water using an Agilent Ultivo triple quadrupole LC/MS
2018|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Analysis of microcystins and nodularin in drinking water using an Agilent Ultivo triple quadrupole LC/MS Figure 1. Agilent Ultivo Integrated into LC Stack. Authors Tarun Anumol1, Theresa Sosienski2, and Dan‑Hui Dorothy Yang2 1 Agilent Technologies, Inc. Wilmington, DE…
Klíčová slova
nodularin, nodularinmicrocystins, microcystinsultivo, ultivospike, spikedrinking, drinkingtriple, tripleadvisory, advisoryagilent, agilentwater, waterquadrupole, quadrupolehealth, healthpurchased, purchasedmicrocystin, microcystinexceptional, exceptionalmatrix
Quantitation of cyanotoxins in drinking water according to EPA 544 guidelines
2017|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE 64968 Quantitation of cyanotoxins in drinking water according to EPA 544 guidelines Authors Ali Haghani,1 Andy Eaton,1 Neloni Wijeratne,2 Claudia Martins2 Eurofins Eaton Analytical, Monrovia, CA 2 Thermo Fisher Scientific, San Jose, CA Goal To demonstrate a sensitive,…
Klíčová slova
nodularin, nodularinmrl, mrlpir, pirquantis, quantispositive, positivedrinking, drinkingmicrocystins, microcystinstsq, tsqdemonstration, demonstrationwater, wateranalyte, analytetriple, tripleactual, actualrec, recquadrupole
The Analysis of Cyanotoxins, Including Microcystins, in Drinking and Surface Waters by Liquid Chromatography-Tandem Quadrupole Mass Spectrometry
2017|Waters|Aplikace
[ APPLICATION NOTE ] The Analysis of Cyanotoxins, Including Microcystins, in Drinking and Surface Waters by Liquid Chromatography-Tandem Quadrupole Mass Spectrometry Julie Degryse,1 Marijn Van Hulle, 2 and Simon Hird3 Watergroep, Heverlee, Belgium; 2 Waters Corporation, Brussels, Belgium; 3 Waters…
Klíčová slova
conc, conccyl, cylnod, nodderr, derrxevo, xevoapplication, applicationresidual, residualnote, noteuplc, uplcresponse, responsewater, waterana, anamicrocystins, microcystinsportions, portionsorganisms