Sensitive determination of microcystins in drinking and environmental waters
Aplikace | 2018 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Modré-zelené řasy (cyanobakterie) často kontaminují zdroje pitné a povrchové vody produkcí vysoce toxických cyklických peptidů – mikrocystinů. I nízké koncentrace mikrocystinů (řádově jednotky ng/ml) představují riziko pro lidské zdraví, zejména pro jaterní tkáň a jsou spojovány s karcinogenními účinky. Světová zdravotnická organizace (WHO) proto stanovila maximální přípustnou hladinu 1 μg/l pro mikrocystin-LR v pitné vodě.
Cílem studie bylo vyvinout a validovat citlivou, selektivní a plně automatizovanou metodu pro simultánní stanovení tří nejčastějších mikrocystinů (LR, RR, YR) v pitné, kohoutkové a jezerní vodě. Autoři porovnali klasickou on-line SPE chromatografii a novou target-cut on-line SPE technologii spojenou s HPLC-UV detekcí pro vylepšení odstranění interferencí a zvýšení citlivosti.
Metoda využívá dva chromatografické moduly ve spojení s jedním cíleným „target-cut“ procesem on-line SPE:
Optimalizace mobilních fází pH pro SPE (pH ~6,0) a separaci (pH ~2,2) spolu s nastavením teploty kolony na 40 °C zajistila dostatečné rozlišení YR a LR. Volba krátké SPE kolony 3×33 mm minimalizovala přenos interferencí a udržela dobrý tvar piků. Metoda prokázala lineární odezvu v rozsahu 0,1–10 μg/l (r>0,994) a detekční limity MDL ~0,028 μg/l pro všechny analyty. Mezery ve valve-switching časech byly přesně stanoveny pomocí výpočtů a experimentální kalibrace.
Metoda lze modifikovat pro další toxiny cyanobakterií a produkty metabolismu řas. Integrace s hmotnostní spektrometrií (LC-MS) může dále zvýšit selektivitu identifikace. Vývoj robustnějších imunoafinitních nosičů a automatizovaných mikrofluidních systémů by mohl zkrátit dobu analýzy a snížit spotřebu chemikálií. Využití umělé inteligence pro optimalizaci gradientů a prediktivní údržbu systému přispěje k další digitalizaci analytických procesů.
Target-cut on-line SPE v kombinaci s HPLC-UV nabízí citlivý, selektivní a automatizovaný postup pro stanovení mikrocystinů LR, RR a YR v různých typech vod. Výsledná metoda splňuje přísné limity WHO, zajišťuje vysoké recovery (92–110 %) a je vhodná pro rutinní analýzy kvality vod v praxi.
1. Cyanobacterial Toxins: Microcystin-LR in Drinking-Water; Background Document for Development of WHO Guidelines for Drinking-Water Quality, WHO, 2003.
2. Lee H.S. et al., J. Chromatogr. A 1999, 848, 179.
3. Aguete E.C. et al., Talanta 2003, 59, 697.
4. Kondo F. et al., Toxicon 2000, 38, 813.
5. Tsutsumi T. et al., Food Chem. Toxicol. 2000, 38, 593.
6. Thermo Fisher Scientific, Chromatography for Foods and Beverages Vitamin and Antioxidant Applications Notebook, Chapter 10.
7. Thermo Fisher Scientific, Determination of Water- and Fat-Soluble Vitamins by HPLC, TN72488, 2017.
Příprava vzorků, HPLC
ZaměřeníŽivotní prostředí
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Modré-zelené řasy (cyanobakterie) často kontaminují zdroje pitné a povrchové vody produkcí vysoce toxických cyklických peptidů – mikrocystinů. I nízké koncentrace mikrocystinů (řádově jednotky ng/ml) představují riziko pro lidské zdraví, zejména pro jaterní tkáň a jsou spojovány s karcinogenními účinky. Světová zdravotnická organizace (WHO) proto stanovila maximální přípustnou hladinu 1 μg/l pro mikrocystin-LR v pitné vodě.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem studie bylo vyvinout a validovat citlivou, selektivní a plně automatizovanou metodu pro simultánní stanovení tří nejčastějších mikrocystinů (LR, RR, YR) v pitné, kohoutkové a jezerní vodě. Autoři porovnali klasickou on-line SPE chromatografii a novou target-cut on-line SPE technologii spojenou s HPLC-UV detekcí pro vylepšení odstranění interferencí a zvýšení citlivosti.
Použitá metodika
Metoda využívá dva chromatografické moduly ve spojení s jedním cíleným „target-cut“ procesem on-line SPE:
- SPE krok (prekoncentrace): pórovitá polar-embedded fáze Acclaim PolarAdvantage II (3×33 mm) eluuje analyty gradientem organického rozpouštědla a pufru.
- Target-cut princip: selektivní přepojení SPE kolony do analytického proudu právě v okamžiku, kdy jsou analyty spolu s minimem látek rušících přeneseny do analytické fáze.
- Analytická separace: stejný typ kolony (3×150 mm) oddělí tři mikrocystiny v kyselé fázi (0,05 % kyseliny fosforečné) na detekci při 240 nm UV.
Použitá instrumentace
- HPLC systém Thermo Scientific UltiMate 3000 Dual Gradient Standard LC
- Moduly: SRD-3600 solventní a odplyňovací jednotka, DGP-3600 pumpa, WPS-3000 autosampler a TCC-3200 kolona komora
- Detektor: VWD-3400RS UV detektor, 240 nm, 2,5 μl kyveta
- Řídící software: Chromeleon Chromatography Data System
Hlavní výsledky a diskuse
Optimalizace mobilních fází pH pro SPE (pH ~6,0) a separaci (pH ~2,2) spolu s nastavením teploty kolony na 40 °C zajistila dostatečné rozlišení YR a LR. Volba krátké SPE kolony 3×33 mm minimalizovala přenos interferencí a udržela dobrý tvar piků. Metoda prokázala lineární odezvu v rozsahu 0,1–10 μg/l (r>0,994) a detekční limity MDL ~0,028 μg/l pro všechny analyty. Mezery ve valve-switching časech byly přesně stanoveny pomocí výpočtů a experimentální kalibrace.
Přínosy a praktické využití metody
- Plně automatizovaná on-line extrakce a HPLC analýza bez zásahu operátora
- Vysoká selektivita díky target-cut přepojení, účinnější odstraňování interferencí
- Citlivost přiměřená požadavkům WHO pro pitnou vodu
- Široké využití v monitorování kvality vody v laboratořích QA/QC a výzkumu
Budoucí trendy a možnosti využití
Metoda lze modifikovat pro další toxiny cyanobakterií a produkty metabolismu řas. Integrace s hmotnostní spektrometrií (LC-MS) může dále zvýšit selektivitu identifikace. Vývoj robustnějších imunoafinitních nosičů a automatizovaných mikrofluidních systémů by mohl zkrátit dobu analýzy a snížit spotřebu chemikálií. Využití umělé inteligence pro optimalizaci gradientů a prediktivní údržbu systému přispěje k další digitalizaci analytických procesů.
Závěr
Target-cut on-line SPE v kombinaci s HPLC-UV nabízí citlivý, selektivní a automatizovaný postup pro stanovení mikrocystinů LR, RR a YR v různých typech vod. Výsledná metoda splňuje přísné limity WHO, zajišťuje vysoké recovery (92–110 %) a je vhodná pro rutinní analýzy kvality vod v praxi.
Reference
1. Cyanobacterial Toxins: Microcystin-LR in Drinking-Water; Background Document for Development of WHO Guidelines for Drinking-Water Quality, WHO, 2003.
2. Lee H.S. et al., J. Chromatogr. A 1999, 848, 179.
3. Aguete E.C. et al., Talanta 2003, 59, 697.
4. Kondo F. et al., Toxicon 2000, 38, 813.
5. Tsutsumi T. et al., Food Chem. Toxicol. 2000, 38, 593.
6. Thermo Fisher Scientific, Chromatography for Foods and Beverages Vitamin and Antioxidant Applications Notebook, Chapter 10.
7. Thermo Fisher Scientific, Determination of Water- and Fat-Soluble Vitamins by HPLC, TN72488, 2017.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Beverages Applications Notebook - Drinking Water
2012|Thermo Fisher Scientific|Příručky
Beverages Applications Notebook Drinking Water Table of Contents Index of Analytes......................................................................................................................................................................... 4 Introduction to Beverages........................................................................................................................................................... 5 UltiMate 3000 UHPLC+ Systems............................................................................................................................................... 6 IC and RFIC Systems.................................................................................................................................................................. 7 MS Instruments........................................................................................................................................................................... 8 Chromeleon 7 Chromatography Data System Software............................................................................................................ 9 Process Analytical Systems and…
Klíčová slova
drinking, drinkingwater, waterbromate, bromatecyanide, cyanidedetermination, determinationperchlorate, perchloratebromide, bromideanions, anionspostcolumn, postcolumnchromatography, chromatographyconductivity, conductivityion, ionreagent, reagentusing, usingdetection
Fast and Accurate Determination of Algal Toxins in Water Using Online Preconcentration and UHPLC-Orbitrap Mass Spectrometry
2016|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Jaewon Choi,1 Je-Heon Jang,1 Jennifer Massi,2 Jonathan Beck2 Water Analysis & Research Center, K water, Daejeon 306-711, Korea 2 Thermo Fisher Scientific, San Jose, CA, USA 1 Key Words EQuan, Exactive, Orbitrap, algal toxins, cyanobacteria, water analysis, online concentration Goal…
Klíčová slova
microcystin, microcystinnodularin, nodularintoxins, toxinsonline, onlinepreconcentration, preconcentrationwater, wateralgal, algalmicrocystins, microcystinscyanobacteria, cyanobacteriamethod, methodpql, pqlquantitation, quantitationcyanotoxins, cyanotoxinshypersil, hypersilamount
Productivity enhancement with liquid chromatography solutions - Application compendium
2019|Thermo Fisher Scientific|Příručky
Productivity enhancement with liquid chromatography solutions Application compendium Introduction Table of contents Pharma/BioPharma • Peptide mapping analyses • Acetaminophen impurities • Quantification of paclitaxel • Aggregate analysis of monoclonal antibodies • Simultaneous analysis of monoclonal antibodies • Doubling throughput •…
Klíčová slova
water, watervitamins, vitaminssoluble, solublevanquish, vanquishduo, duoantibodies, antibodiesmonoclonal, monoclonalalkylbenzene, alkylbenzenesudan, sudanpaclitaxel, paclitaxelmicrocystins, microcystinspharma, pharmadoubling, doublingbiopharma, biopharmaflex
Identification and Quantitation of Microcystins by Targeted Full-Scan LC-MS/MS
2012|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Terry Zhang, Reiko Kiyonami, Leo Wang and Guifeng Jiang Thermo Fisher Scientific, San Jose, CA, USA Key Words Velos Pro, UltiMate, Water Analysis, Cyanobacteria, Microcystin Goal Develop a simple and sensitive LC-MS method for definitive identification and quantitation of microcystins…
Klíčová slova
microcystins, microcystinsvelos, velosidentification, identificationscan, scanenable, enablefull, fullguideline, guidelinemsn, msnquantitation, quantitationtargeted, targetedprovisional, provisionalmicrocystin, microcystinnomenclature, nomenclaturewho, whoamino