Determination of Common Anions and Organic Acids Using Ion Chromatography- Mass Spectrometry

Význam tématu

Ionová chromatografie kombinovaná s hmotnostní spektrometrií nabízí vysokou citlivost, selektivitu a možnost potvrzení identity aniontů a organických kyselin. Tento přístup nachází uplatnění v průmyslové analytice, kvalitativní a kvantitativní kontrole vody či biologických vzorků, kde je potřeba spolehlivě detekovat nízké koncentrace látek.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo ukázat postup stanovení pěti běžných aniontů (fluorid, chlorid, dusičnan, síran, fosfát) a tří organických kyselin (pyruvát, α-ketoglutarát, tartrát) pomocí systému IC-MS s detektorem MSQ Plus. Studie hodnotí rozsah kalibrace, opakovatelnost a metody detekční limity a demonstruje aplikaci na vzorku balené pitné vody.

Použitá metodika a instrumentace

Soustava:

• Dionex ICS-2000 RFIC systém
• Kolony IonPac AS20 (2.1×250 mm) s předkolonou AG20 (2.1×50 mm) a regenerovanou aniontovou pastí CR-ATC
• Mobilní fáze: 28 mM hydroxidu z EGC II KOH kartridže, průtok 0.25 mL/min
• Objem injekce: 5 µL
• Snímání: potlačená vodivost (externí voda 0.50 mL/min) a MSQ Plus jednokvadrupólový spektrometrie
• Ionizace: ESI v režimu negativní SIM
• Doplňkový rozpouštěč: acetonitril 0.22 mL/min
• Nastavení: jehla 1.5 kV, dusík 85 psi, teplota sondy 450 °C
• Software: Chromeleon 6.8 SR6

Hlavní výsledky a diskuse

Každý analyte byl kvantifikován ve vybraném iontovém modu SIM s unikátním m/z signálem – např. fluorid jako adukt HF– při 39.1 m/z. Kalibrační křivky na rozsahu od 2 ppb do 1 000 ppb dosáhly koeficientu determinace 0.98–1.00. Metodní detekční limity se pohybují mezi 2.5 a 29.4 ppb. Chromatografické rozlišení umožňuje separaci síranu a fosfátu se stejným m/z 97,1 díky rozdílnému retenčnímu času a potvrzení izotopovým píkem.
Aplikace na balenou vodu bez předúpravy ukázala koncentrace: chlorid 713 ppb, síran 496 ppb, dusičnan 143 ppb, fosfát 181 ppb.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje selektivní a citlivé stanovení aniontů a organických kyselin ve stopových koncentracích bez nutnosti předkoncentrace nebo složité přípravy vzorku. Výsledkem je rychlé a spolehlivé měření kritických parametrů kvality vody či průmyslových látek.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Propojení IC s vysokorozlišovací MS pro detailní strukturální informace
• Miniaturizace a vyšší automatizace analýzy
• Rozšíření oblasti aplikace na biochemické a environmentální matice
• Online monitorování procesních vod a odpadních vod v reálném čase

Závěr

Popsaná metoda IC-MS s MSQ Plus detektorem prokazuje vysokou citlivost, reprodukovatelnost a selektivitu pro stanovení běžných aniontů a vybraných organických kyselin v rozsahu ppb. Přímá analýza balené vody potvrzuje praktickou použitelnost bez nutnosti komplikované přípravy vzorku.

Reference

1. Geng X., Zhang S., Wang Q., Zhao Z. K. J. Chromatogr. A 2008, 1192, 187–190.
2. De Borba B. M., Rohrer J. S. J. Chromatogr. A 2007, 1155, 22–30.
3. Lyubarskaya Y., Houde D., Woodard J., Murphy D., Mhatre R. Anal. Biochem. 2006, 348, 24–39.
4. Thayer J. R., Rao S., Puri N., Burnett C. A., Young M. Anal. Biochem. 2007, 361, 132–139.
5. Li B., Chen F., Wang X., Ji B., Wu Y. Food Chem. 2007, 102, 1135–1143.
6. Roehl R., Slingby R., Avdolovic N., Jackson P. E. J. Chromatogr. A 2002, 956, 245–254.
7. El Aribi H., Le Blanc Y. J. C., Antonsen S., Sakuma T. Anal. Acta 2006, 567, 39–47.
8. Jackson L. K., Joyce R. J., Laikhtman M., Jackson P. E. J. Chromatogr. A 1998, 829, 187–192.
9. Wang L. J., Schnute W. C. Rapid Commun. Mass Spectrom. 2009, 23, 3439–3447.