Direct Determination of Trace Hormones in Drinking Water by Large Volume Injection using the LCMS-8050 Triple Quadrupole Mass Spectrometer

Význam tématu

Exogenní hormony a endokrinní disruptory se do vodního prostředí dostávají zejména z odpadních vod a mohou ovlivňovat zdraví živočichů i lidí při koncentracích v řádu ng / L až pg / L. Přítomnost steroidních hormonů jako estron, estradiol nebo syntetický ethinylestradiol v pitné vodě vyžaduje vysoce selektivní a citlivé analytické postupy bez složité předúpravy vzorku.

Cíle a přehled studie / článku

Studie popisuje přímou analýzu stopových hormonů v pitné vodě metodou velkoobjemové injekce (1200 µL) do UPLC spojené s tandemovou hmotnostní spektrometrií (LCMS-8050). Cílem je dosáhnout požadovaných detekčních limitů definovaných americkou EPA metodou 539 a programem UCMR3 bez použití konvenční extrakce na SPE.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda kombinuje:

• UPLC systém Nexera LC se sloupci Shim-pack XR-ODS III (150 × 2 mm, 2.2 µm) a Kinetex XB-C18 (50 × 2.1 mm, 1.7 µm) při 45 °C
• Mobilní fáze: voda s 0.15 mM fluorečnanem amonným a methanol
• Velkoobjemová injekce: 3×400 µL, celkem 1200 µL
• Tandemová hmotnostní spektrometrie LCMS-8050 s HESI ionizací a rychlým přepínáním polarity (5 ms)

Hlavní výsledky a diskuse

Optimalizace ukázala, že ammonium fluoride významně zvyšuje citlivost ve srovnání s ammonium hydroxidem. Byly dosaženy detekční limity od 0.005 ng/L pro testosterone po 0.33 ng/L pro 17-α-ethynylestradiol. Linearity kalibrace (8 úrovní) vykázala korelační koeficienty R2 > 0.999 s vážením 1/C. Opakovatelnost (n = 7) byla typicky pod 5 % RSD i při nízkých koncentracích odpovídajících regulačním hlásicím úrovním. Robustnost metody prokázala stabilní odezvu během 62 h kontinuálního měření.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje:

• Vysoce citlivou a selektivní detekci steroidních hormonů bez SPE předúpravy
• Jednodušší přípravu vzorku a snížení provozních nákladů
• Splnění požadavků EPA 539 a UCMR3 pro monitorování pitné vody

Budoucí trendy a možnosti využití

Možnosti dalšího rozvoje zahrnují:

• Rozšíření spektra analytů o další endokrinní disruptory a metabolity
• Integraci s vysoce rozlišenou hmotnostní spektrometrií (HRMS) pro netarget screening
• Automation on-line přípravy vzorku a rychlejší bioukazatele účinku
• Adaptaci pro další matrice, např. odpadní vody nebo přírodní vody

Závěr

Přímá velkoobjemová injekce spojená s LCMS-8050 poskytuje robustní, rychlou a finančně efektivní metodu pro detekci stopových hormonů v pitné vodě. Výsledné detekční limity, linearita a opakovatelnost splňují požadavky současných předpisů bez potřeby nákladné extrakce na SPE.

Reference

1. Bermudez DS, Gray LE, Wilson VS. Int J Androl. 2012;35(3):397–406.
2. Briciu RD, Kot-Wasik A, Namiesnik J. J Chromatogr Sci. 2009;47(2):127–139.
3. National Institute of Environmental Health Sciences. Endocrine Disruptors. 2014.
4. Griffith DR et al. Environ Sci Technol. 2014;48(5):2569–2578.
5. Johnson AC, Sumpter JP. Environ Sci Technol. 2001;35(24):4697–4703.
6. Falconer IR. Int J Environ Res Public Health. 2006;3(2):180–184.
7. US EPA. Methods for the Unregulated Contaminant Monitoring Rule 3 (UCMR3). 2014.
8. Directive 2013/39/EU amending Directives 2000/60/EC and 2008/105/EC.
9. US EPA Method 539. LC-ESI-MS/MS. 2010.
10. Fiers T et al. J Chromatogr B. 2012;893–894:57–62.