LC/MS/MS Optimization of Organic Ultraviolet (UV) Filters

Význam tématu

Ultrafialové (UV) filtry nacházejí uplatnění v široké škále komerčních i osobních přípravků a chrání před škodlivým zářením UVA a UVB. Jejich přítomnost v životním prostředí i biologických vzorcích vyžaduje citlivé a efektivní analytické metody, které dokážou detekovat tyto látky na úrovních ng/L až µmol/L. Tradiční techniky, jako je UV-DAD, dosahují vyšších detekčních limitů a vyžadují separátní analýzu pro ionizaci v pozitivním i negativním módu.

Cíle a přehled studie

Cílem publikované aplikace bylo vyvinout jednotný HPLC-MS/MS protokol s přepínáním polarity pro simultánní stanovení osmi běžných UV filtrů v jednom běhu. Metoda má překonat omezení konvenčních UV-DAD postupů tím, že umožňuje analýzu jak pozitivně, tak negativně ionizovatelných látek se zlepšenou citlivostí v environmentálních matricích.

Použitá metodika

Analýza probíhala na kapalinovém chromatografu Agilent 1260 Infinity II s Poroshell 120 EC-C18 kolonkou (2,1×50 mm, 1,9 µm) za gradientní eluce s mobilními fázemi A (0,05 % kyselina mravenčí ve vodě) a B (0,05 % kyselina mravenčí v acetonitrilu). Tryskové ionizační podmínky a dMRM přechody byly optimalizovány softwarem Agilent Optimizer. Metoda využívá polarity switching na triple quadrupolu Agilent 6470B pro střídání módů ESI– a ESI+ během jedné analytické série.

Použitá instrumentace

• Agilent 1260 Infinity II LC systém s Multisampler, Multicolumn Thermostat a pumpou Flexible Pump
• InfinityLab Poroshell 120 EC-C18 kolonka a guard kolonka
• Agilent 6470B triple quadrupole LC/MS s možností polarity switching

Hlavní výsledky a diskuse

Chromatografické podmínky zajistily separaci všech osmi analyzovaných UV filtrů s retenčními časy v rozmezí 2,6 až 4,4 minuty. Optimalizace zdrojových parametrů odhalila nižší signální intenzitu u homosalatů a oktisalátů, kterou vyrovnalo použití izotopově značených interních standardů. Vybrané kvantifikační a kvalifikační přechody (MRM) umožnily robustní detekci při nízkých detekčních limitech vhodných pro stopové úrovně v životním prostředí.

Přínosy a praktické využití metody

• Jednotná analýza pozitivně i negativně ionizovatelných UV filtrů v jednom běhu
• Snížení detekčních limitů oproti UV-DAD na úroveň ng/L
• Uplatnění v environmentálních i biologických studiích
• Zrychlení procesů QA/QC v průmyslové a akademické praxi

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj může směřovat k miniaturizaci a automatizaci přípravy vzorků, integraci s vysokorozlišovacími detektory, on-line obohacování a využití zelených rozpouštědel. Vzestup umělé inteligence pro optimalizaci metod a modelování chování UV filtrů v životním prostředí umožní ještě hlubší porozumění jejich osudu a rizikům.

Závěr

Popsaná metoda HPLC-MS/MS s přepínáním polarity poskytuje rychlý, citlivý a jednotný přístup ke stanovení osmi běžných UV filtrů. Optimalizované MRM přechody a použití izotopově značených standardů zaručují reprodukovatelné výsledky i v náročných environmentálních matricích.

Reference

• Huang Y. R. et al. Risks of Organic UV Filters: A Review of Environmental and Human Health Concern Studies. Sci. Total Environ. 2021, 755, 142486.
• Jesus A. et al. UV Filters: Challenges and Prospects. Pharmaceuticals 2022, 15(3), 263.
• Castilloux A. D. et al. Distribution and Fate of Ultraviolet Absorbents and Industrial Antioxidants in the St. Lawrence River. Environ. Sci. Technol. 2022, 56(8), 5009–5019.
• Cadena-Aizaga M. I. et al. Organic UV Filters in Marine Environments: An Update of Analytical Methodologies, Occurrence and Distribution. TrAC Trends Environ. Anal. Chem. 2020, 25, e00079.
• Juksu K. et al. Emerging Contaminants in Aquatic Environments Affected by Urban Wastewater Discharge in Thailand. Ecotoxicol. Environ. Saf. 2020, 204, 110952.
• Guesmi A. et al. In Vitro Metabolism of Sunscreen Compounds by LC/High-Resolution Tandem MS. Rapid Commun. Mass Spectrom. 2020, 34(8), e8679.
• Astel A. et al. Occurrence and Distribution of UV Filters in Beach Sediments of the Southern Baltic Sea Coast. Water 2020, 12(11), 3024.
• Speirs M. P.; Zhao L. Determination of UV Filters in Sunscreens Using Agilent Captiva EMR—Lipid Cleanup by HPLC. Agilent Technologies Application Note 5994-1611EN, 2019.
• Brown A. K.; Farenhorst A. Quantitation of Canadian Organic Ultraviolet Filters Using Polarity Switching and UHPLC-MS/MS. J. Chromatogr. A 2023, 1704, 464132.