Analysis of Wastewater Effluent Samples to Identify Toxic Chemicals Using the High-Resolution Agilent 7250 GC/Q-TOF
Aplikace | 2019 | Agilent TechnologiesInstrumentace
Analýza odpadních vod na přítomnost toxických chemikálií je zásadní pro ochranu vodních ekosystémů a veřejného zdraví. Tradiční cílené metody často nedokážou pokrýt široké spektrum neznámých či málo popsaných kontaminantů, proto je kombinace suspect screening a nontargeted přístupů klíčová pro odhalení potenciálních zdrojů toxicity.
Cílem studie bylo aplikovat komplexní workflow na bázi vysokorozlišené GC/Q-TOF (Agilent 7250) pro identifikaci pesticidů a dalších environmentálních kontaminantů v odpadních vodách. Studie zahrnovala:
Vzorky odpadních vod byly odebírány ve čtyřech dnech, filtrovány (0,45 µm), extrahovány přes RP-SPE kartridže a koncentrovány extrakcí v hexan/acetonu a ethylacetátu/methanolu. Analýza proběhla s retenčním časem zajištěným zámkem (RTL), rychlost akvizice 5 Hz a rozsahy m/z 50–650.
Workflow umožňuje komplexní profilaci širokého spektra neznámých a známých kontaminantů, zkracuje dobu analýzy díky automatizovaným screeningovým postupům a zvyšuje důvěryhodnost identifikací díky přesné hmotnostní analýze a doplňkovým ionizačním režimům.
Kombinace suspect screening a nontargeted přístupu na Agilent 7250 GC/Q-TOF poskytla široké spektrum informací o přítomnosti pesticidů a dalších kontaminantů v odpadních vodách. Workflow prokázalo svou schopnost odhalit potenciálně toxické látky i neznámé kandidáty, čímž přispívá ke zlepšení environmentálního monitoringu.
GC/MSD, GC/MS/MS, GC/HRMS, GC/Q-TOF
ZaměřeníŽivotní prostředí
VýrobceAgilent Technologies
Souhrn
Význam tématu
Analýza odpadních vod na přítomnost toxických chemikálií je zásadní pro ochranu vodních ekosystémů a veřejného zdraví. Tradiční cílené metody často nedokážou pokrýt široké spektrum neznámých či málo popsaných kontaminantů, proto je kombinace suspect screening a nontargeted přístupů klíčová pro odhalení potenciálních zdrojů toxicity.
Cíle a přehled studie
Cílem studie bylo aplikovat komplexní workflow na bázi vysokorozlišené GC/Q-TOF (Agilent 7250) pro identifikaci pesticidů a dalších environmentálních kontaminantů v odpadních vodách. Studie zahrnovala:
- suspect screening založený na přesné hmotnosti a knihovně PCDL
- negativní a pozitivní chemickou ionizaci (NCI/PCI)
- nontargeted analýzu s dekonvolucí a vyhodnocením dat v MPP
Použitá instrumentace
- Agilent 8890 GC s midcolumn backflush konfigurací
- Agilent 7250 GC/Q-TOF v režimech EI, NCI a PCI
- MassHunter Quantitative Analysis 10.1 pro suspect screening
- MassHunter Qualitative Analysis pro fragmentní formální anotaci
- Mass Profiler Professional (MPP) pro multivariační analýzu
- Hydrofobní RP kartridže a GF/F filtry pro přípravu vzorků
Použitá metodika
Vzorky odpadních vod byly odebírány ve čtyřech dnech, filtrovány (0,45 µm), extrahovány přes RP-SPE kartridže a koncentrovány extrakcí v hexan/acetonu a ethylacetátu/methanolu. Analýza proběhla s retenčním časem zajištěným zámkem (RTL), rychlost akvizice 5 Hz a rozsahy m/z 50–650.
Hlavní výsledky a diskuse
- EI suspect screening: v každém vzorku identifikováno přes 90 sloučenin (pesticidy, retardanty, biocidy) s chybou < 5 ppm a skórem knihovny > 75.
- NCI suspect screening: průměrně 40 halogenovaných a elektron přijímajících kontaminantů, např. pyrethroidy a fipronilové deriváty.
- Velká část detekovaných pesticidů se vyskytla i ve vzorcích bez toxicity, což naznačuje, že nejsou hlavní příčinou akutní toxicity.
- Nontargeted analýza: PCA jasně oddělila skupiny vzorků dle toxicity; volcano plot a korelační analýza identifikovaly klíčové kandidáty (2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethanon a 5-methyl-1H-indol-2-karboxylová kyselina ethylester), jejichž identifikace byla potvrzena fragmentní formální anotací a PCI režimem.
Přínosy a praktické využití metody
Workflow umožňuje komplexní profilaci širokého spektra neznámých a známých kontaminantů, zkracuje dobu analýzy díky automatizovaným screeningovým postupům a zvyšuje důvěryhodnost identifikací díky přesné hmotnostní analýze a doplňkovým ionizačním režimům.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Rozšiřování PCDL o nové látky a degradanty
- Integrace LC-HRMS pro polární a termolabilní analyty
- Využití strojového učení pro rychlejší filtraci kandidátů
- Reálné časové monitorování kvality odpadních vod
- Propojování toxikologických testů s HRMS daty pro predikci účinků
Závěr
Kombinace suspect screening a nontargeted přístupu na Agilent 7250 GC/Q-TOF poskytla široké spektrum informací o přítomnosti pesticidů a dalších kontaminantů v odpadních vodách. Workflow prokázalo svou schopnost odhalit potenciálně toxické látky i neznámé kandidáty, čímž přispívá ke zlepšení environmentálního monitoringu.
Reference
- SANTE/11945/2015 Guidance document on analytical quality control and method validation procedures for pesticide residues analysis in food and feed (2015).
- FDA Office of Foods and Veterinary Medicine. Acceptance Criteria for Confirmation of Identity of Chemical Residues using Exact Mass Data (2015).
- Kim S. et al. PubChem 2019 Update: Improved Access to Chemical Data. Nucleic Acids Res. 2019, 47(D1): D1102–D1109.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Analysis of the Wastewater Effluent Samples to Identify Toxic Chemicals Using High-Resolution GC/Q-TOF
2019|Agilent Technologies|Postery
Poster Reprint ASMS 2019 MP144 Analysis of the Wastewater Effluent Samples to Identify Toxic Chemicals Using High-Resolution GC/Q-TOF Sofia Nieto1, Kai Chen1, Courtney Milner1 and Thomas Young2 1Agilent Technologies, Santa Clara, CA 2Department of Civil and Environmental Engineering, UC Davis,…
Klíčová slova
wastewater, wastewaternci, ncienvironmental, environmentaleffluent, effluenttof, tofpollutants, pollutantsidentify, identifyscreening, screeningtoxic, toxicpci, pcitargeted, targetedpesticides, pesticideslibrary, librarytemperature, temperaturechemicals
Analysis of Environmental Contaminants in Surface Water and Wastewater Effluents Using GC/Q-TOF
2020|Agilent Technologies|Prezentace
Analysis of Environmental Contaminants in Surface Water and Wastewater Effluents Using GC/Q-TOF Sofia Nieto Agilent Technologies, Inc. [email protected] 1 DE6667592593 Growing Interests in Broad Scope Screening of Contaminants 2 DE6667592593 • 1000+ pesticides in use or remain in environment •…
Klíčová slova
dioxins, dioxinstof, tofroutine, routineresolution, resolutionanalysis, analysisscreening, screeningsite, sitecontaminants, contaminantshigh, highmass, massenvironmental, environmentalsector, sectorchlorothalonil, chlorothalonilaccurate, accuratetargeted
Accurately Identify Emerging Environmental Chemical Contaminants - Application Compendium
2018|Agilent Technologies|AplikacePříručky
Find More, Miss Less Accurately Identify Emerging Environmental Chemical Contaminants Application Compendium Identify Emerging Contaminants in Air, Water, and Soil Today’s environmental analysis must be done more reliably, more efficiently, and with higher quality results than ever before. Unfortunately, pharmaceuticals,…
Klíčová slova
tof, tofmass, masscounts, countscompounds, compoundsaccurate, accuratewere, werescreening, screeningagilent, agilentwater, waterusing, usingpcdl, pcdlmasshunter, masshunterenvironmental, environmentalions, ionscompound
GC/Q-TOF workflows for comprehensive pesticide analysis
2018|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note GC/Q-TOF workflows for comprehensive pesticide analysis Authors Christoph Moschet1, Tarun Anumol2, Philip L. Wylie2, and Thomas M. Young1 1 2 Department of Civil and Environmental Engineering, University of California, One Shields Avenue, Davis, California 95616, USA Agilent Technologies,…
Klíčová slova
herbicide, herbicidetof, tofpcdl, pcdlpesticides, pesticidescompounds, compoundsfungicide, fungicideretention, retentionscreening, screeningtentatively, tentativelymasshunter, masshunteragilent, agilentnontarget, nontargetsuspect, suspectunknowns, unknownswere