Analýza syntetických sloučenin pižma ve vodě pomocí GC-MS s trojitým kvadrupólem

Výhody pro uživatele

• Pomocí GC-MS/MS lze syntetické sloučeniny pižma ve vodě přesně kvantifikovat s vysokou citlivostí
• Podpora účinného monitorování životního prostředí ve vodě a hodnocení rizik pomocí GC-MS/MS

Syntetické sloučeniny pižma (SMC - synthetic musk compounds) jsou syntetické organické látky určené jako náhražky přírodního pižma a jsou široce používány v různých výrobcích pro domácnost. Během každodenních činností, jako je sprchování a praní, se tyto sloučeniny uvolňují do odpadních vod. Současné procesy čištění odpadních vod však nedokážou SMC zcela odstranit, takže se dostávají do vodních ekosystémů. Jako vysoce bioakumulativní organické sloučeniny mohou SMC způsobit akutní i chronickou toxicitu u vodních organismů. Je také známo, že při akumulaci v lidském těle způsobují endokrinní poruchy^1-3). Vzhledem k těmto potenciálním rizikům je nezbytné SMC ve vodě průběžně monitorovat. Mezi hlavní analytické metody pro detekci SMC ve vodě patří extrakce z kapaliny do kapaliny (LLE), extrakce v pevné fázi (SPE) a mikroextrakce v pevné fázi (SPME). Metoda kapalinové extrakce vyžaduje velké množství rozpouštědla a dlouhou dobu přípravy, ale má tu výhodu, že umožňuje současnou extrakci více organických sloučenin⁴⁾. V této aplikaci bylo pomocí plynové chromatografie s LLE extrakcí současně analyzováno 15 typů SMC ve vodě.

Analytické podmínky 

SMC byly ve vodě analyzovány pomocí GCMSTQ8050 NX od SHIMADZU (obrázek 1). Podrobné analytické podmínky přístroje jsou uvedeny níže a MRM podmínky pro každou sloučeninu jsou uvedeny v tabulce 1.

Shimadzu: Obrázek 1 GCMS-TQ 8050 NX

GC systém Nexis GC-2030 

• Nosný plyn: He (99,999 %) 
• Režim řízení průtoku: lineární průtoková rychlost
• Lineární průtoková rychlost: 36,5 cm/s 
• Teplota nástřiku: 280 °C 
• Režim nástřiku: Splitless 
• Analytická kolona: SH-Rxi-5MS (30 m × 0.25 mm I.D., 0.25 μm)
• Teplotní program: 60 °C (2 min) → 10 °C/min → 200 °C (10 min) → 10 °C/min → 280 °C (12 min) 

Systém MS/MS TQ8050 NX 

• Ionizace: EI 
• Teplota iontového zdroje: 250 °C 
• Teplota rozhraní: 300 °C 
• Režim akvizice: Režim MRM (tabulka 1)

Shimadzu: Tabulka 1 Podmínky MRM

Materiály a metoda

Rozpouštědlo A

Rozpouštědlo A bylo připraveno smícháním n-hexanu a dichlormethanu v poměru 1:1.

Zásobní roztoky

Každý zásobní roztok 15 SMC byl připraven v koncentraci 1 000 μg/ml pomocí rozpouštědla A. Pro přípravu směsi 15 SMC o koncentraci 1 000 ng/ml bylo 0,1 ml každého zásobního roztoku rozděleno do 100ml odměrné baňky a poté doplněno rozpouštědlem A.

Pracovní roztoky

K destilované vodě bylo přidáno 1 000 ng/ml smíchaného standardního roztoku, aby se připravilo 100 ml standardních roztoků s konečnými koncentracemi 0,1, 0,2, 0,5, 1,0, 2,0 a 5,0 ng/ml. Pracovní standardní roztoky byly připraveny použitím stejného postupu předúpravy, jaký byl použit pro vzorky.

Roztok vnitřního standardu (ISTD)

Roztok fenanthrenu-d₁₀ jako vnitřního standardu byl připraven o koncentraci 1 000 ng/ml zředěním rozpouštědlem A.

Příprava pracovního roztoku a vzorku

Všechny pracovní roztoky a vzorky vody byly připraveny pro analýzu pomocí GC-MS/MS podle metody kapalinové extrakce (LLE) (obrázek 2). Ke každému vzorku bylo přidáno 10 ml rozpouštědla A do 100 ml pracovního roztoku nebo vzorku vody. Směs byla poté 10 minut protřepána a odebrána byla vrstva organického rozpouštědla jako supernatant. Pro zlepšení účinnosti extrakce byl proces opakován a odebraná vrstva organického rozpouštědla byla odpařena pod proudem dusíku. Koncentrát byl rekonstituován 1 ml rozpouštědla A a před nástřikem do systému GC-MS/MS bylo přidáno 0,1 ml roztoku ISTD.

Shimadzu: Obrázek 2 Protokol přípravy

Výsledky

Úplný chromatogram 15 SMC o koncentraci 5 ng/ml a ISTD o koncentraci 1 ng/ml je uveden na obrázku 3. Píky chromatogramu byly identifikovány pomocí čísel sloučenin uvedených v tabulce 1.

Shimadzu: Obrázek 3 Úplný chromatogram 15 SMC a 1 ISTD

Kalibrační křivka

Pro kalibrační křivku byl koeficient determinace (R²) pro každý SMC vyšší než 0,996 v kalibračním rozmezí 0,1 až 5 ng/ml, jak je uvedeno v tabulce 2. Chromatogramy a kalibrační křivky reprezentativních sloučenin jsou uvedeny na obrázku 4.

Shimadzu: Tabulka 2 Retenční čas (RT), linearita, LOD, LOQ, přesnost a preciznost

Shimadzu: Obrázek 4 Kalibrační křivky a chromatogramy HHCB a AHTN.

LOQ a LOD

Pro stanovení limitu detekce (LOD) a limitu kvantifikace (LOQ) pro 15 SMC byly analyzovány sedmkrát opakované vzorky s přídavkem 0,2 ng/ml. LOD a LOQ byly vypočteny vynásobením standardní odchylky hodnotami 3,14 a 10. Výsledkem bylo, že MDL se pohybovaly v rozmezí 0,003 až 0,020 ng/ml a LOQ v rozmezí 0,01 až 0,07 ng/ml. Vypočtené hodnoty jsou shrnuty v tabulce 2.

Přesnost a správnost

Přesnost a správnost byly hodnoceny pomocí recovery testu se čtyřmi replikami roztoku s přídavkem 0,2 ng/ml. Hodnoty výtěžnosti extrakce se pohybovaly v rozmezí 86,3 % až 106,4 % s relativní standardní odchylkou (RSD) 0,7 % až 4,2 %. Souhrnné výsledky jsou uvedeny v tabulce 2.

Závěr

Současná analýza 15 SMC ve vodě byla provedena pomocí systému SHIMADZU GCMS-8050 NX. Koeficient determinace (R²) kalibrační křivky pro všechny SMC byl 0,99 nebo vyšší. LOD a LOQ se pohybovaly v rozmezí 0,003 až 0,020 ng/ml a 0,01 až 0,07 ng/ml. Výsledky výtěžnosti extrakce se pohybovaly mezi 86,3 % a 106,4 % s relativní standardní odchylkou (RSD) 0,7 % až 4,2 %. Tato analytická metoda využívající systém GC-MS/MS poskytla spolehlivé kvantitativní výsledky pro 15 syntetických sloučenin pižma ve vzorcích vody a prokázala vysokou citlivost a účinnost.