Automatic, simultaneous and rapid analysis of pesticides in surface and underground water by online SPE and UHPLC-MS/MS

Význam tématu

Intenzivní používání pesticidů vede k jejich přítomnosti v povrchových i podzemních vodách, což představuje riziko pro lidské zdraví, ekosystémy a kvalitu pitné vody. Rychlá a spolehlivá detekce těchto kontaminantů je nezbytná pro dodržení legislativních limitů a ochranu životního prostředí.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo vyvinout a validovat metodu pro simultánní kvantifikaci 272 pesticidů v povrchové, podzemní a pitné vodě pomocí online SPE spojené s UHPLC-MS/MS. Metoda byla navržena tak, aby splňovala požadavky EU a vzdorovala různým matricím vod.

Použitá metodika a instrumentace

Pro extrakci a separaci analyzovaných látek byla použita platforma Shimadzu Nexera X2 s online SPE a UHPLC spojené s tandemovou hmotnostní spektrometrií LCMS-8050.

• SPE kolona: Mayi-ODS C18
• LC kolona: C18AQ CS Interchim (2,6 μm, 150 × 3 mm)
• Mobilní fáze SPE (A/B): voda/acetonitril + 0,002 % kyseliny mravenčí + 2 mM formiátu amonného
• Mobilní fáze LC: A – voda + 0,002 % kyseliny mravenčí + 2 mM formiátu amonného; B – 50/50 acetonitril/methanol + 0,002 % kyseliny mravenčí + 2 mM formiátu amonného
• Průtok LC: 0,7 mL/min; SPE eluční průtok: 0,2 mL/min; teplota kolony: 40 °C; objem injekce: 1000 μL
• MS podmínky: ESI v módu pozitivním a negativním, rozhraní 350 °C, heat block 300 °C, DL 150 °C, suspenzní a sušící plyn 10 L/min, nebulizační plyn 2,8 L/min, dwell time 4–199 ms pro ≥15 bodů na vrchol

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda umožnila stanovení 272 pesticidů s meze kvantifikace (LLOQ) 1–25 ng/L, splňující limity EU a francouzské požadavky. Přesnost (accuracy) se pohybovala mezi 85 a 115 % a opakovatelnost (repeatability) byla pod 15 % ve všech matricích. Vliv matrice byl řešen přidáním 23 isotopově značených vnitřních standardů pokrývajících hlavní chemické třídy pesticidů.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda přináší:

• Kompletní automatizaci analýzy s reproducibilní extrakcí a separací
• Rychlé vyhodnocení až 272 pesticidů v jedné injekci
• Vysokou citlivost umožňující detekci stopových koncentrací
• Širokou použitelnost pro povrchové, podzemní i pitné vody
• Úsporu času a nákladů díky eliminaci složité předúpravy

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj může zahrnovat rozšíření panelu analyzovaných látek, zdokonalení rychlosti analýzy a integraci s pokročilou datovou analýzou (strojové učení) pro predikci a identifikaci nových kontaminantů. Dále je možné propojení s dálkovými monitorovacími sítěmi pro kontinuální sledování kvality vody.

Závěr

Představená online SPE-UHPLC-MS/MS metoda představuje robustní, citlivý a zcela automatizovaný postup pro simultánní stanovení rozsáhlého spektra pesticidů ve vodách. Splňuje přísné legislativní požadavky, nabízí vysokou reprodukovatelnost a přesnost a výrazně zkracuje čas analýzy.

Reference

• Oppermann U., Toinon D., Huteau A. Automatic, simultaneous and rapid analysis of pesticides in surface and underground water by online SPE and UHPLC-MS/MS. Shimadzu Europa GmbH / Shimadzu France.