Quantitative Analysis of Natural and Synthetic Estrogens in Surface and Final Effluent Waters at Low ppq Levels Using UPLC-MS/MS
Aplikace | 2019 | WatersInstrumentace
Estrogeny užívané v kontracepci a hormonální substituční terapii se do povrchových a čistých odpadních vod dostávají společně s vypouštěnou kanalizací. Tyto látky mohou narušovat hormonální systém ryb a dalších vodních organismů. Evropská směrnice 2013/39/EU zařadila syntetické a přírodní estrogeny na sledovací listinu, aby bylo možné lépe vyhodnotit jejich výskyt a potenciální rizika v akvaticích.
Cílem této práce bylo navrhnout a ověřit analytickou metodu pro kvantitativní stanovení estronu, 17α-ethinylestradiolu a 17β-estradiolu v povrchových a čistých odpadních vodách na úrovni částic na kvadrilion (ppq). Výsledkem je kombinace off-line SPE extrakce, velkoobjemové injekce a UPLC-MS/MS s triple kvadrupolem.
Metodika zahrnovala tyto klíčové kroky:
Při optimalizovaných podmínkách byla dosažena baseline separace tří cílových hormonů, citlivost LLOQ na úrovni ppq a lineární rozsahy s koeficientem R² vyšším než 0,997. Vzorky povrchové vody spikované před extrakcí vykázaly dobré zotavení (70–105 %) a opakovatelnost (<6 % RSD). I přes výrazné potlačení signálu v matrice čistého odtoku (až 72 %) byly hormony detekovatelné na hladinách pod 20 pg/L, přičemž pro kvantifikaci v reálných odtokech byla úspěšně použita metoda standardního přidání.
Sledování hormonálních disruptorů se bude dále rozšiřovat v rámci environmentálního monitoringu. V budoucnu lze očekávat integraci automatizovaných on-line SPE systémů, rozšíření panelu analyzovaných Endokrinně rušivých látek a využití vyspělejších hmotnostních analyzátorů pro zlepšení citlivosti a rychlosti analýzy.
Prezentovaná metoda kombinuje efektivní off-line SPE extrakci s velkoobjemovou UPLC-MS/MS analýzou, což umožňuje spolehlivě detekovat a kvantifikovat přírodní i syntetické estrogeny v povrchových a odpadních vodách na hladinách ppq. Tento přístup poskytuje robustní nástroj pro environmentální služby, vodohospodářské podniky i výzkumné laboratoře.
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
ZaměřeníŽivotní prostředí
VýrobceWaters
Souhrn
Význam tématu
Estrogeny užívané v kontracepci a hormonální substituční terapii se do povrchových a čistých odpadních vod dostávají společně s vypouštěnou kanalizací. Tyto látky mohou narušovat hormonální systém ryb a dalších vodních organismů. Evropská směrnice 2013/39/EU zařadila syntetické a přírodní estrogeny na sledovací listinu, aby bylo možné lépe vyhodnotit jejich výskyt a potenciální rizika v akvaticích.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem této práce bylo navrhnout a ověřit analytickou metodu pro kvantitativní stanovení estronu, 17α-ethinylestradiolu a 17β-estradiolu v povrchových a čistých odpadních vodách na úrovni částic na kvadrilion (ppq). Výsledkem je kombinace off-line SPE extrakce, velkoobjemové injekce a UPLC-MS/MS s triple kvadrupolem.
Použitá metodika a instrumentace
Metodika zahrnovala tyto klíčové kroky:
- Filtrace a off-line SPE extrakce (Oasis a Sep-Pak) pro čistění a předkoncentraci vzorků.
- Evaporace eluátu a rekonstituce v LCMS vodě.
- Velkoobjemová (100 µL) injekce na ACQUITY UPLC H-Class se C18 kolonkou (1,7 µm, 3,0 × 100 mm).
- Gradientní eluční systém s mobilními fázemi obsahujícími 0,01 mM NH4F ve vodě (A) a 50:50 acetonitril:methanol (B).
- Detekce na Xevo TQ-XS ve stylu MRM s ESI ionizací.
Hlavní výsledky a diskuse
Při optimalizovaných podmínkách byla dosažena baseline separace tří cílových hormonů, citlivost LLOQ na úrovni ppq a lineární rozsahy s koeficientem R² vyšším než 0,997. Vzorky povrchové vody spikované před extrakcí vykázaly dobré zotavení (70–105 %) a opakovatelnost (<6 % RSD). I přes výrazné potlačení signálu v matrice čistého odtoku (až 72 %) byly hormony detekovatelné na hladinách pod 20 pg/L, přičemž pro kvantifikaci v reálných odtokech byla úspěšně použita metoda standardního přidání.
Přínosy a praktické využití metody
- Schopnost detekce a kvantifikace hormonů na extrémně nízkých úrovních odpovídajících požadavkům EU.
- Vysoká selektivita a reprodukovatelnost pro rutinní monitorování kvality vod.
- Možnost aplikace na široké spektrum povrchových a odpadních vod bez nutnosti složitých úprav protokolu.
Budoucí trendy a možnosti využití
Sledování hormonálních disruptorů se bude dále rozšiřovat v rámci environmentálního monitoringu. V budoucnu lze očekávat integraci automatizovaných on-line SPE systémů, rozšíření panelu analyzovaných Endokrinně rušivých látek a využití vyspělejších hmotnostních analyzátorů pro zlepšení citlivosti a rychlosti analýzy.
Závěr
Prezentovaná metoda kombinuje efektivní off-line SPE extrakci s velkoobjemovou UPLC-MS/MS analýzou, což umožňuje spolehlivě detekovat a kvantifikovat přírodní i syntetické estrogeny v povrchových a odpadních vodách na hladinách ppq. Tento přístup poskytuje robustní nástroj pro environmentální služby, vodohospodářské podniky i výzkumné laboratoře.
Reference
- Schwindt A, Winkelman D, Keteles L a kol. An Environmental Oestrogen Disrupts Fish Population Dynamics through Direct and Transgenerational Effects on Survival and Fecundity. Journal of Applied Ecology. 2014.
- Directive 2013/39/EU of the European Parliament and of the Council of 12 August 2013 Amending Directive 2000/60/EC and 2008/105/EC in Respect of Priority Substances in the Field of Water Policy. 2013.
- Directive 2000/60/EC of the European Parliament and of the Council of 23 October 2000 Establishing a Framework for Community Action in the Field of Water Policy. 2000.
- Commission Implementing Decision (EU) 2015/495 of 20 March 2015 Establishing a Watch List of Substances for Union-Wide Monitoring in the Field of Water Policy. 2015.
- Ross E, Boag A, Todd H, Gatward N. Analysis of Natural and Synthetic Estrogens at Sub-PPT Levels in Surface Water and Crude Influent Water Utilizing the ACQUITY UPLC System with 2D LC Technology and Xevo TQ-S. 2016.
- Chang H et al. Occurrence of Androgens and Progestogens in Wastewater Treatment Plants and Receiving River Waters: Comparison to Estrogens. Water Research. 2011.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Analysis of Natural and Synthetic Estrogens at Sub-PPT Levels in Surface Water and Crude Influent Water Utilizing the ACQUITY UPLC System with 2D LC Technology and Xevo TQ-S
2016|Waters|Aplikace
Analysis of Natural and Synthetic Estrogens at Sub-PPT Levels in Surface Water and Crude Influent Water Utilizing the ACQUITY UPLC System with 2D LC Technology and Xevo TQ-S Euan Ross,1 Angela Boag,2 Hamish Todd,2 and Neil Gatward2 1 Waters Corporation,…
Klíčová slova
estrogens, estrogensaquatic, aquaticutilizing, utilizingenvironments, environmentsundergone, undergonesurface, surfacewater, watercontraceptive, contraceptiveline, linesynthetic, syntheticnatural, naturalfollowed, followedinfluent, influentmeet, meetvalidation
Waters Application Notes - Environmental
2019|Waters|Příručky
Waters Application Notes Environmental Industrial growth. Agricultural processes. Municipal waste. Each poses a very real threat to the environment and human health. It is critical that governments and businesses seek out the most effective analytical innovations to detect and identify…
Klíčová slova
cobr, cobrwater, watermicrocystin, microcystinapgc, apgcesi, esilegacy, legacypfas, pfascarboxylate, carboxylatemicrocystins, microcystinscocl, coclpfass, pfasssulfonate, sulfonateusing, usingxevo, xevoanalysis
Advancing Endocrine Disrupting Compound Analysis Through Integrated Technology and Workflow Solutions
2013|Waters|Aplikace
Advancing Endocrine Disrupting Compound Analysis Through Integrated Technology and Workflow Solutions Paul Silcock,1 Alan Wainwright,2 and Chris Hunter2 1 Waters Corporation, Manchester, UK 2 Environment Agency - National Laboratory Service, Leeds, UK A P P L I C AT I…
Klíčová slova
endocrine, endocrineradar, radarhrough, hroughdisrupting, disruptingadvancing, advancingmrm, mrmscan, scandual, dualintegrated, integratedworkflow, workflowintellistart, intellistartestriol, estrioltechnology, technologycompound, compoundmatrix
The Steroid Hormones Determination in Water
2024||Technické články
EnviroMail™ / Europe No. 15 / April 2024 The Steroid Hormones Determination in Water Water quality, especially clean drinking water, is increasingly threatened by substances released into the environment by human activity. Steroid hormones belong among…
Klíčová slova
steroid, steroidhormones, hormonesendocri, endocriequilin, equilinsubstances, substancesreproducti, reproductithreatened, threatenedgenic, genicgarnered, garneredbenchmarks, benchmarksdetermination, determinationspe, speliquid, liquidwater, waterenviromail