Comparison of Online SPE Analysis and Direct Injection of Trace Level Estrogens in Drinking Water with the Agilent 6460 and Agilent 6490 Triple Quadrupole LC/MS Systems

Význam tématu

Trace analýza estrogenů ve vodě je klíčová pro ochranu životního prostředí a lidského zdraví. Přítomnost přírodních i syntetických hormonů (estron, 17-β-estradiol, estriol, 17-α-ethinylestradiol, hexoestrol) v pitné i povrchové vodě může narušovat hormonální rovnováhu vodních organismů a potenciálně i lidí. Legislativní požadavky (Směrnice WFD 2000/60/EC) stanovují nízké limity (0,08 ng/L E2, 0,007 ng/L EE2), takže je nutné vyvinout vysoce citlivé a spolehlivé metody.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem aplikace bylo porovnat citlivost a linearitu dvou přístupů: přímé injekce vs. online SPE (Solid Phase Extraction) na Agilent 6460 a 6490 Triple Quadrupole LC/MS systémech spojených s 1200 Infinity Series Online SPE řešením. Autoři demonstrovali zlepšení detekčních limitů při analýze estrogenních sloučenin v pitné vodě.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda kombinuje online SPE obohacení vzorků s kapalinovou chromatografií a tandemovou hmotnostní spektrometrií (LC/MS/MS) v negativním režimu:

• Online SPE: Agilent 1200 Infinity Series Online SPE Solution (Agilent 1290 Infinity Flexible Cube, vysokokapacitní injekční smyčka 5 mL, solvemtní ventil pro A1–voda, A2–ACN).
• Trapping kolony: Agilent ZORBAX Eclipse Plus C18 (4,6×12,5 mm, 5 µm) pro obohacení.
• Analytická kolona: Poroshell 120 Phenyl Hexyl (2,1×50 mm, 2,7 µm) pro přímou injekci; 3,0×50 mm pro online SPE.
• Mobile fáze: A = voda + 1 mM NH4F, B = methanol:acetonitril (65:35); gradient od 10 % do 100 % B, průtok 0,6 mL/min.
• MS detektory: Agilent G6460A Triple Quadrupole LC/MS s Jet Stream; Agilent G6490A Triple Quadrupole LC/MS s Jet Stream a iFunnel technologie.
• Software: Agilent MassHunter (acquisition, optimizer, qualitative a quantitative) verze 06.00.

Hlavní výsledky a diskuse

Online SPE výrazně zlepšila citlivost oproti přímé injekci:

• 6460 TQ: LOD 5–0,1 ng/L (přímá injekce vs. online SPE), zlepšení 2–50×; LOQ 10–2 ng/L.
• 6490 TQ: LOD až 0,02 ng/L (estron, hexoestrol) při online SPE; přímá injekce LOD 0,1–0,5 ng/L.
• Linearita (R² > 0,997) ve širokém rozsahu (0,05–50 ng/L).
• Opakovatelnost: RSD oblasti < 15 %, RSD retenčního času 0,1 %.
• Carry-over: pouze 1 % pro 17-α-ethinylestradiol na 6460 TQ, bez ostatních pozůstatků.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje:

• Jedno­instrumentové zpracování velkých objemů vzorků (až 4,5 mL).
• Automatizované a časově úsporné analýzy bez offline přípravy.
• Vysokou citlivost vhodnou pro monitoring pitné i povrchové vody podle legislativních požadavků.
• Flexibilitu pro laboratoře s různými detektory (routine vs. high-end MS).

Budoucí trendy a možnosti využití

Možné směry rozvoje:

• Rozšíření online SPE platformy na další skupiny mikropolutantů (pesticidy, farmaka).
• Integrace s vysokorozlišenými MS pro neznámé metabolity.
• Optimalizace zelené chemie (nižší objemy organických rozpouštědel).
• Digitalizace pracovních postupů a pokročilá data miningová analýza.

Závěr

Agilent 1200 Infinity Series Online SPE Solution ve spojení s Agilent 6460 a 6490 TQ LC/MS systémy nabízí vysoce citlivou, přesnou a automatizovanou metodu pro analýzu trace estrogenů ve vodě. Online SPE významně snižuje detekční limity a zajišťuje spolehlivou kvantifikaci v souladu s legislativou.

Reference

1. López de Alda M.J., Barceló D. Use of solid-phase extraction in determination of estrogens and progesterones in water. J. Chromatogr. A. 2001;938:145–153.
2. Ronan J.M., McHugh B. LC-MS/MS method for natural and synthetic steroid estrogens in seawater and marine biota. Rapid Commun. Mass Spectrom. 2013;27:738–746.
3. Directive 2000/60/EC of European Parliament and Council establishing framework for Community action in water policy. OJ EC. 2000.
4. Schuhn B. High volume injection up to 5 mL with Agilent 1200 Infinity Series Online SPE Solution. Technical Overview. 2013;5991-3173EN.
5. Naegele E. Comparison of Direct Injection and Online SPE for quantification of trace herbicides in water. Agilent Application Note. 2013;5991-2140EN.
6. Hindle R. Improved analysis of trace hormones in drinking water by LC/MS/MS using Agilent 6460 TQ. Agilent Application Note. 2013;5991-2473EN.