Measurement of Antibiotics in Environmental Waters using LC-QQQ and fully automated Online Enrichment

Význam tématu

Antibiotika se ve výkalech dostávají do odpadních vod a následně do povrchových vod. Jejich přítomnost může přispívat k rozvoji antibiotické rezistence a ovlivňovat kvalitu vodního ekosystému. Proto je klíčové vyvinout citlivé a spolehlivé metody pro monitorování stopových koncentrací těchto látek v životním prostředí.

Cíle a přehled studie

Studie představuje robustní analytický postup pro stanovení 23 antibiotik z 9 farmakologických skupin v prostředí odpadních a povrchových vod. Metoda využívá plně automatickou online obohacovací SPE spojenou s LC-MS/MS na systému Agilent 1200/6400 LC-QQQ. Testování proběhlo na vzorcích z nemocničních a domácích odpadních vod, vstupech a výstupech čistírny odpadních vod.

Použitá metodika a instrumentace

• Instrumentace: Agilent 1200/6400 LC-QQQ s ESI-MS/MS detektorem a online SPE autosampler
• Analytický sloupec: ZORBAX Eclipse Plus C18 (3,5 µm, 2,1×150 mm)
• Mobilní fáze: voda/ACN s 0,1 % kyseliny mravenčí, průtok 0,5 mL/min, kroková gradientní eluce
• Online SPE: C18 kazeta, objem vzorku 2×900 µL, loading pH 4 pro fluorochinolony, pH 7 pro ostatní skupiny
• Interní standardy: norfloxacin-d4, amoxicillin-d4, sulfamethoxazole-d4

Hlavní výsledky a diskuse

• Linearita: 0,005–50 ng na kolonu pro většinu látek; u amoxicillinu 0,05–50 ng a chlortetracyklinu 0,005–30 ng
• Přesnost a správnost: v rámci ±20 % a <8,5 %; zotavení >65 % a RSD <15 %
• IDL a MDL se pohybují v rozsahu 0,5–16 pg na kolonu a 1,4–15 ng/L
• Analýza vzorků prokázala přítomnost vybraných antibiotik v koncentracích od stopových až po jednotky µg/L, s většími hladinami v nemocničních odpadních vodách

Přínosy a praktické využití metody

• Plně automatizovaná analýza bez nutnosti manuální přípravy SPE
• Rychlé vyšetření dvou vzorků za 30 minut
• Vysoká citlivost pro stopové stanovení antibiotik v komplexních matricích
• Uplatnění pro rutinní monitoring odpadních i povrchových vod

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace s vysokoprůtokovými systémy pro kontinuální sledování kvality vod
• Rozšíření spektra analyzovaných farmak a jejich metabolitů
• Vývoj miniaturizovaných a přenosných zařízení pro terénní měření
• Propojení dat s modelováním šíření rezistentních kmenů v životním prostředí

Závěr

Metoda online SPE-LC-MS/MS na systému Agilent LC-QQQ poskytuje rychlý, citlivý a reprodukovatelný postup pro kvantifikaci širokého spektra antibiotik v různých typech vodních vzorků. Umožňuje efektivní monitorování environmentálních koncentrací a podporuje prevenci šíření antibiotické rezistence.

Reference

1. Agilent Technologies: Measurement of Antibiotics in Environmental Waters using LC-QQQ and Online Enrichment, Publication Number 5990-6373EN, 2010
2. Labadie P. et al., Pilotní studie na ČOV Fontenay, Université Pierre et Marie Curie, 2010