Routine analysis of polar pesticides in water at low ng/L levels by ion chromatography coupled to triple quadrupole mass spectrometer
Aplikace | 2017 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Polarické pesticidy jako glyphosát, AMPA, glufosinate a další vyvolávají obavy vzhledem k častým nálezům v povrchových, pitných a balených vodách. Legislativní limity pro glyphosát a AMPA v pitné vodě jsou stanoveny na 100 ng/L a v potravinách i nápojích vyžadují citlivé a robustní analytické postupy. Standardní RP-HPLC metody jsou pro tyto silně polarické látky nevhodné, což přináší potřebu alternativních technik.
Cílem práce bylo vyvinout a validovat přímou metodiku na bázi iontové chromatografie spojené s triple kvadrupólovým hmotnostním spektrometrem (IC-MS/MS) pro screening a kvantifikaci pěti klíčových polarických pesticidů a jejich metabolitů ve vodách při hladinách v řádu ng/L. Práce zahrnovala optimalizaci separace, ionizace, suprese elučního činidla a vyhodnocení vlivu matrice.
Vzorky pitné, balené a povrchové vody byly před přímou injekcí pouze filtrovány nebo analyzovány bez úpravy. Pro separaci sloužil IonPac AS24 (2×250 mm) s gradientem hydroxidu draselného generovaným in situ. Po supresi eluenta byly aniontové analyty odsoleny a neutralizovány, poté doplněny 2-propanolem pro zvýšení účinnosti HESI ionizace. Detekce probíhala v režimu SRM v negativním módu s kvantifikačními a kvalifikačními přechody pro fosetyl-Al, glufosinate, AMPA, klopyralid a glyphosát. Kalibrace byla prováděna lineárně (1–1000 ng/L) při matricově navázaných standardech.
Kromě optimalizace eluce a parametrů MS bylo zjištěno, že použití 2-propanolu jako make-up činidla výrazně zlepšuje signál. Metoda dosáhla LOQ 5–10 ng/L pro většinu analyzovaných látek, u klopyralidu 50 ng/L. Validace pro pitnou, balenou i povrchovou vodu vykázala recoveries 80–140 % a RSD < 15 %. V uměle připravené vodní matrici s vysokými koncentracemi Cl–, SO42–, NO3– a HCO3– došlo ke značnému potlačení signálu, u klopyralidu byl LOQ až 500 ng/L. Analýza reálných vzorků potvrdila srovnatelné výsledky s konvenční FMOC-LC-MS/MS derivatizací, avšak bez potřeby časově náročné přípravy.
Metoda umožňuje přímé a rychlé monitorování polarických pesticidů bez derivatizace, s vysokou citlivostí a selektivitou. Zjednodušuje laboratorní workflow, snižuje chybovost a náklady a zvyšuje denní průtok vzorků.
Dalším směrem je rozšíření metodiky na širší spektrum pesticidů a dalších polarických kontaminantů, integrace s vysokovýkonnou robotizací přípravy vzorků, vývoj kompatibilních supresních systémů se zelenými rozpouštědly a aplikace na složitější biologické a potravinové matrice. Pokročilé datové způsoby zpracování (AI-asistovaná analýza) dále zvýší efektivitu a spolehlivost.
Přímá IC-MS/MS metoda pro analýzu pěti polarických pesticidů byla úspěšně validována pro různé typy vod. Nabízí rychlou a robustní alternativu k derivatizačním postupům s výbornou citlivostí a přínosným zjednodušením práce v rutinní analýze.
LC/QQQ, IC-MS, IC/MS/MS
ZaměřeníŽivotní prostředí
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Polarické pesticidy jako glyphosát, AMPA, glufosinate a další vyvolávají obavy vzhledem k častým nálezům v povrchových, pitných a balených vodách. Legislativní limity pro glyphosát a AMPA v pitné vodě jsou stanoveny na 100 ng/L a v potravinách i nápojích vyžadují citlivé a robustní analytické postupy. Standardní RP-HPLC metody jsou pro tyto silně polarické látky nevhodné, což přináší potřebu alternativních technik.
Cíle a přehled studie
Cílem práce bylo vyvinout a validovat přímou metodiku na bázi iontové chromatografie spojené s triple kvadrupólovým hmotnostním spektrometrem (IC-MS/MS) pro screening a kvantifikaci pěti klíčových polarických pesticidů a jejich metabolitů ve vodách při hladinách v řádu ng/L. Práce zahrnovala optimalizaci separace, ionizace, suprese elučního činidla a vyhodnocení vlivu matrice.
Použitá instrumentace
- Iontový chromatograf Thermo Scientific Dionex Integrion HPIC
- Eluentový generátor EGC KOH
- Aniontový supresor ASRS 300
- Autosampler Dionex AS-AP
- Thermo Scientific TSQ Quantiva triple kvadrupólový MS
- Doplňkové čerpadlo pro make-up 2-propanolu
Použitá metodika
Vzorky pitné, balené a povrchové vody byly před přímou injekcí pouze filtrovány nebo analyzovány bez úpravy. Pro separaci sloužil IonPac AS24 (2×250 mm) s gradientem hydroxidu draselného generovaným in situ. Po supresi eluenta byly aniontové analyty odsoleny a neutralizovány, poté doplněny 2-propanolem pro zvýšení účinnosti HESI ionizace. Detekce probíhala v režimu SRM v negativním módu s kvantifikačními a kvalifikačními přechody pro fosetyl-Al, glufosinate, AMPA, klopyralid a glyphosát. Kalibrace byla prováděna lineárně (1–1000 ng/L) při matricově navázaných standardech.
Hlavní výsledky a diskuse
Kromě optimalizace eluce a parametrů MS bylo zjištěno, že použití 2-propanolu jako make-up činidla výrazně zlepšuje signál. Metoda dosáhla LOQ 5–10 ng/L pro většinu analyzovaných látek, u klopyralidu 50 ng/L. Validace pro pitnou, balenou i povrchovou vodu vykázala recoveries 80–140 % a RSD < 15 %. V uměle připravené vodní matrici s vysokými koncentracemi Cl–, SO42–, NO3– a HCO3– došlo ke značnému potlačení signálu, u klopyralidu byl LOQ až 500 ng/L. Analýza reálných vzorků potvrdila srovnatelné výsledky s konvenční FMOC-LC-MS/MS derivatizací, avšak bez potřeby časově náročné přípravy.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda umožňuje přímé a rychlé monitorování polarických pesticidů bez derivatizace, s vysokou citlivostí a selektivitou. Zjednodušuje laboratorní workflow, snižuje chybovost a náklady a zvyšuje denní průtok vzorků.
Budoucí trendy a možnosti využití
Dalším směrem je rozšíření metodiky na širší spektrum pesticidů a dalších polarických kontaminantů, integrace s vysokovýkonnou robotizací přípravy vzorků, vývoj kompatibilních supresních systémů se zelenými rozpouštědly a aplikace na složitější biologické a potravinové matrice. Pokročilé datové způsoby zpracování (AI-asistovaná analýza) dále zvýší efektivitu a spolehlivost.
Závěr
Přímá IC-MS/MS metoda pro analýzu pěti polarických pesticidů byla úspěšně validována pro různé typy vod. Nabízí rychlou a robustní alternativu k derivatizačním postupům s výbornou citlivostí a přínosným zjednodušením práce v rutinní analýze.
Reference
- IARC. Q&A k glyfosátu. IARC, 2015.
- EFSA. Complementary assessment of glyphosate. EFSA, 2017.
- Regulation (EC) No 396/2005 o maximálních hladinách reziduí pesticidů. Official Journal of EU, 2005.
- Hanke I, Singer H, Hollender J. Ultratrace-level determination of glyphosate, AMPA and glufosinate in natural waters by SPE-LC-MS/MS: performance tuning of derivatization, enrichment and detection. Anal Bioanal Chem. 2008;391(6):2265–2276.
- QUPPE. European Reference Material Suppliers website.
- Povodí Vltavy. Interní metoda FMOC-LC-MS/MS pro analýzu pesticidů ve vodách, 2018.
- Magnusson B, Örnemark U (eds). Eurachem Guide: The Fitness for Purpose of Analytical Methods, 2nd ed., 2014.
- Council Directive 98/83/EC on the quality of water intended for human consumption. Official Journal, 1998.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Fast routine analysis of polar pesticides in foods by suppressed ion chromatography and mass spectrometry
2016|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE Katerina Boušová,1 Cees Bruggink,2 Michal Godula1 Thermo Fisher Scientific, Special Solutions Center, Dreieich, Germany 1 Thermo Fisher Scientific, Special Solutions Center, Breda, Netherlands 2 Key Words Glyphosate, AMPA, polar pesticides, pesticide residues, IC-MS, TSQ Endura, Integrion Goal To…
Klíčová slova
ampa, ampaethephon, ethephonglufosinate, glufosinateglyphosate, glyphosateacetyl, acetylfosetyl, fosetylquantifier, quantifierhepa, hepaneg, negmppa, mppaacetylglufosinate, acetylglufosinatephosphonic, phosphonicoranges, orangesflour, flourlettuce
Determination of polar pesticides in grapes using a compact ion chromatography system coupled with tandem mass spectrometry
2019|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE 72915 Determination of polar pesticides in grapes using a compact ion chromatography system coupled with tandem mass spectrometry Authors Beibei Huang1, Michael Volny2, Claudia Martins2, Alexander Semyonov1, and Jeffrey Rohrer1 Thermo Fisher Scientific, Sunnyvale, CA, USA 1 Thermo…
Klíčová slova
acetyl, acetylglufosinate, glufosinateglyphosate, glyphosateampa, ampaintensity, intensitybialaphos, bialaphosmppa, mppaphosphonic, phosphonicfosetyl, fosetylhydrazide, hydrazidedionex, dionexhepa, hepaethephon, ethephonchlorate, chloratecyanuric
Determination of polar pesticides in grapes using a compact ion chromatography system coupled with tandem mass spectrometry
2019|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE 72915 Determination of polar pesticides in grapes using a compact ion chromatography system coupled with tandem mass spectrometry Authors Beibei Huang1, Michael Volny2, Claudia Martins2, Alexander Semyonov1, and Jeffrey Rohrer1 Thermo Fisher Scientific, Sunnyvale, CA, USA 1 Thermo…
Klíčová slova
acetyl, acetylglufosinate, glufosinateampa, ampaglyphosate, glyphosateintensity, intensitybialaphos, bialaphosmppa, mppaphosphonic, phosphonicfosetyl, fosetylhydrazide, hydrazidehepa, hepaethephon, ethephondionex, dionexcyanuric, cyanuricchlorate
Determination of four polar pesticides in drinking water by IC-MS
2020|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE 73608 Determination of four polar pesticides in drinking water by IC-MS Authors: Jingli Hu and Jeffrey Rohrer Thermo Fisher Scientific, Sunnyvale, CA Keywords: Single quadrupole mass spectrometer, Dionex Integrion HPIC, Dionex IonPac AS19-4μm column, endothall, glyphosate, glufosinate, AMPA,…
Klíčová slova
endothall, endothallglufosinate, glufosinateglyphosate, glyphosateampa, ampadionex, dionexistd, istdstock, stockcentroid, centroidinternal, internallssm, lssmconcentration, concentrationquantitation, quantitationlcmrl, lcmrlreg, regstandard