Paraquat, Diquat, and Mepiquat Analysis in Environmental Water - An Agilent SampliQ WCX SPE and LC/MS/MS Method

Význam tématu

Paraquat, diquat a mepiquat patří mezi kvaternární amoniové herbicidy široce používané v zemědělství. Jejich rezidua v povrchových a pitných vodách podléhají přísné regulaci vzhledem k toxicitě a perzistenci. Spolehlivá a citlivá analýza těchto polárních pesticidů je nezbytná pro ochranu životního prostředí a splnění legislativních požadavků.

Cíle a přehled studie

Cílem práce bylo vyvinout jednoduchý a rychlý postup pro přípravu vzorku pomocí Agilent SampliQ WCX SPE a kvantitativní stanovení paraquatu, diquatu a mepiquatu v povrchové vodě metodou LC/MS/MS na kolóně Agilent InfinityLab Poroshell 120 HILIC-Z. Studie se zaměřuje na optimalizaci extrakce, chromatografické separace a nastavení hmotnostně-spektrálních podmínek pro dosažení vysoké přesnosti a citlivosti.

Použitá instrumentace

• Agilent 1290 Infinity II LC
• Agilent 6470A triple quadrupole LC/MS s Agilent Jet Stream ESI
• Agilent InfinityLab Poroshell 120 HILIC-Z, 2.1 × 100 mm, 2.7 µm
• Agilent SampliQ WCX SPE, 3 mL/60 mg
• PTFE 0.2 µm injekční filtr

Použitá metodika

Vzorky povrchové vody se předanalyticky upravily filtrace 0.2 µm, přidáním EDTA a nastavením pH na 7,0. Extrakce proběhla na WCX SPE kolonce: kondice a ekvilibrace (methanol, voda), naložení ~11,5 mL vzorku, promytí 20 mM fosfátovým pufrem a methanolem, eluční frakce 50:45:5 metanol/voda/kyselina mravenčí. Chromatografie využila gradientní eluční program s fázemi A) 50 mM formiátu amonného (pH 3) a B) 0,1 % kyseliny mravenčí v ACN, průtok 0,5 mL/min, teplota kolony 35 °C, objem injekce 1 µL (pro nízké koncentrace paraquatu a diquatu až 5 µL). MS parametry: pozitivní ionizace, teplota plynu 325–400 °C, kapilára 3000 V.

Hlavní výsledky a diskuse

Lineární rozsahy stanovitelnosti se pohybovaly od 0,01 do 50 µg/L (R2 0,993–0,999). Obnova analyzovaných látek v matrix dosahovala 83,6–112,7 % a RSD byla nižší než 9,6 %. Nízký limit detekce na úrovni 0,01 µg/L pro paraquat a diquat potvrzuje vhodnost metody pro monitorování stopových hladin. Chromatogramy ukázaly ostré vrcholy bez významného rušení matrice.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí:

• Efektivní odstranění interferencí pomocí WCX SPE
• Vysokou citlivost a přesnost kvantifikace
• Výkonnou separaci polárních herbicidů na HILIC-Z kolóně
• Rychlou analýzu vhodnou pro rutinní monitorování vody

Budoucí trendy a možnosti využití

Možné směry rozvoje zahrnují automatizaci fyzikálně-chemické přípravy vzorků, online SPE integraci, rozšíření spektra analyzovatelných kvaternárních sloučenin a aplikaci metody pro další environmentální matrixy, jako jsou půda či sedimenty.

Závěr

Navržená workflow kombinuje selektivní WCX SPE s citlivou LC/MS/MS analýzou, což umožňuje spolehlivé stanovení paraquatu, diquatu a mepiquatu v povrchové vodě. Metoda splňuje požadavky na linearitu, přesnost i opakovatelnost a je vhodná pro rutinní environmentální monitoring.

Reference

1. Method 549.2: Determination of Diquat and Paraquat in Drinking Water by Liquid-Solid Extraction and High-Performance Liquid Chromatography with Ultraviolet Detection; Revision 1.0; U.S. EPA; 1997.