Approaching The Ultimate Limits of Detection For Endocrine Disruptors in Wastewater Effluent Using GC-NCI-MS/MS

Význam tématu

Endokrinní disruptory (EDC) představují skupinu látek, které mohou narušovat hormonální systémy organismů už při stopových koncentracích. Monitorování jejich výskytu ve vodním prostředí, zejména ve výtoku čistíren odpadních vod, je klíčové pro ochranu veřejného zdraví i ekosystémů. Vysoce citlivé a robustní analytické metody umožňují sledovat transport a osud těchto sloučenin v životním prostředí.

Cíle a přehled studie / článku

Hlavním cílem bylo vyvinout spolehlivou GC-NCI-MS/MS metodu pro stanovení steroidních endokrinních disruptorů v malých objemech odpadních vod (20–500 ml) s detekčními limity na úrovni pg/ml. Studie představuje úpravu metodiky EPA 539 (LC-ESI-MS/MS) na bázi plynové chromatografie s negativní chemickou ionizací a kvartérním hmotnostním spektrometrem.

Použitá metodika a instrumentace

Analýza probíhala na aparatuře Agilent 7890A GC spojené s triple kvadrupólovým detektorem 7000B a Multi Mode Inletem s Purged Ultimate Union pro zpětné proplachování kolony. Použity byly dvě kolony DB-17ht (5 m × 0,25 mm, 0,15 µm a 15 m × 0,25 mm, 0,15 µm).
Derivatizace:

• Převod hydroxylových skupin na pentafluorobenzoyl (PFB) estery a oximy
• Reagentní plyn: amoniak v režimu NCI, teplota zdroje 310 °C, EM gain 100

Interní standardy: Estradiol-D3, Testosterone-D5, Estrone-D4 (10 pg/ml). Extrahované vzorky z 20 a 500 ml odpadní vody.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda dosáhla instrumentální detekční limity (IDL) pro estradiol (E2) pod 1 pg/ml přičemž standardní odchylka area precision pro 0,5 pg/ml činila ~6,8 %. Poměr signál/šum u osmi replikovaných injekcí E2 potvrdil vysokou citlivost a reprodukovatelnost. Stanovené mezní detekční limity (MDL) byly o dva řády nižší než u referenčních LC-MS/MS postupů.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí:

• Nižší požadovaný objem vzorku (20–500 ml)
• Vysokou citlivost (pg/ml)
• Využitelnost pro různé matrice: odpadní voda, půda, bio-opevněné materiály, krevní matrice
• Kratší dobu analýzy a nižší provozní náklady oproti LC-MS/MS

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozšíření metody může zahrnovat: analýzu dalších steroidů (17α-ethinylestradiol), komplexnější bioanalytické studie exposomu v biologických matricích, kombinaci s bioasays pro predikci biologického účinku a automatizaci derivatizačních kroků.

Závěr

Předložená GC-NCI-MS/MS metodika nabízí robustní a vysoce citlivé stanovení steroidních endokrinních disruptorů v nízkých koncentracích a malých objemech vzorků. Osvědčená citlivost pod pg/ml a široká použitelnost pro různé matrice ji činí perspektivním nástrojem pro environmentální monitorování.

Reference

• A Macherone (2012) Agilent Application Note 5990-9478EN
• M Churley a A Macherone (2010) Agilent Application Note 5990-5513EN
• M Churley, A Macherone, R White (2011) 59th ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics