Determination of four polar pesticides in drinking water by IC-MS

Význam tématu

Polarita a ionizovatelnost pesticidů endothall, glyphosate, glufosinate a jejich metabolitu AMPA vytváří v pitné vodě analytickou výzvu. Regulace jejich hladin kvůli potenciálním zdravotním rizikům vyžaduje citlivé a spolehlivé metody s minimální přípravou vzorku.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo vyvinout rychlou, přímou a citlivou metodiku pro simultánní stanovení čtyř polárních pesticidů v pitné vodě pomocí iontové chromatografie spřažené se single quadrupole hmotnostní spektrometrií (IC-MS). Studie zahrnovala optimalizaci chromatografických podmínek, detekce ve vybraných iontových módech a hodnocení výkonu metody.

Použitá metodika a instrumentace

Aniontová výměnná chromatografie s eluentní generací KOH a vnějším eluentním suppressorem byla kombinována s negativní elektrospray ionizací na single quadrupole MS v režimu SIM.

• Dionex Integrion HPIC RFIC systém s EGC 500 KOH cartridgem a CR-ATC 600 trapy.
• Dionex IonPac AS19-4µm analytická kolona (2×250 mm) s guard kolonou AG19-4µm (2×50 mm).
• Dionex ADRS 600 aniontový suppressor v externím režimu s pomocným pumpem AXP-MS.
• ISQ EC single quadrupole MS s HESI-II sondou, negativní režim, vybraný iontový monitoring SIM.
• Autosampler AS-AP a Chromeleon CDS 7.2.9 pro řízení systému a vyhodnocení dat.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda umožňuje úplné rozlišení cílových pesticidů a běžných aniontů do 25 min. Limity detekce (LOD) se pohybují mezi 0,08–0,33 µg/L, method detection limits (MDL) 0,10–0,33 µg/L a linearita 0,5–100 µg/L s koeficientem determinace r2 > 0,999. Preciznost retence je < 0,24 % RSD a relatívní přesnost oblastí píků < 2,5 % RSD. Recovery spikovaných vzorků pitné vody (1–10 µg/L) dosáhly 93–105 %. Matriční efekt vysoké koncentrace aniontů (chloridy, sírany) ukázal útlum ionizace zejména u endothallu a glyphosatu, který byl efektivně kompenzován použitím izotopově značených interních standardů.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí významné výhody oproti stávajícím EPA protokolům:

• Přímá injekce bez derivatizace a extrakcí.
• Současné stanovení regulovaných pesticidů a metabolitu AMPA.
• Zkrácení doby analýzy na 25 min a zjednodušení přípravy vzorku.
• Vysoká selektivita a citlivost díky SIM detekci a interním standardům.

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozšíření IC-MS na další polární kontaminanty vod, aplikace sofistikovanějších hmotnostních analyzátorů (QqQ, Orbitrap) a větší automatizace systémů RFIC mohou dále zlepšit kapacitu, citlivost a důvěryhodnost rutinního monitoringu kvality vody.

Závěr

Vyvinutá metoda IC-MS pro simultánní stanovení endothallu, glyphosatu, glufosinate a AMPA v pitné vodě prokázala vynikající citlivost, selektivitu a reprodukovatelnost. Díky přímé analýze bez derivatizace a efektivní kompenzaci matričních vlivů nabízí potenciál k zefektivnění laboratorního workflow v rámci environmentálních monitorovacích programů.

Reference

1. IARC: Some Organophosphate Insecticides and Herbicides, Monograph 112, 2015.
2. US Geological Survey: Glyphosate Found in Wastewater Discharge to Stream.
3. US EPA Method 547: Determination of glyphosate by direct aqueous injection HPLC-fluorescence.
4. US EPA Method 548: GC-MS analysis of endothall in drinking water.
5. ICH Q2B: Validation of Analytical Procedures, 1996.
6. Thermo Fisher Scientific: Dionex Integrion HPIC System Operator’s Manual, P/N 22153-97003.
7. Thermo Fisher Scientific: ISQ EC Mass Spectrometer Operating Manual, P/N 1R120591-0002.