Automated dispersive liquid-liquid micro extraction (DLLME) for GC-MS/MS analysis of semi-volatile compounds in water

Význam tématu

Voda je klíčovým médiem pro lidské zdraví i ekosystémy. Spolehlivá stanovení pesticidů a polyaromatických uhlovodíků (PAHs) při velmi nízkých hladinách jsou nezbytná pro dodržení přísné legislativy EU a národních předpisů. Zároveň roste tlak na úsporu času, minimalizaci spotřeby solventů a automatizaci analytických postupů.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo ověřit výkon plně automatizované dispersivní mikroextrakce kapalina–kapalina (DLLME) v režimu on-line propojení s GC-MS/MS pro současné stanovení 70 pesticidů a PAHs ve vzorcích pitné vody. Studie demonstrovala schopnost metody dosahovat sub-ppt úrovní kvantifikace, splňovat požadavky aktuálních evropských i italských norem a výrazně zkrátit dobu analýzy.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda využívá TriPlus RSH SMART robotický autosampler řízený Chromeleon CDS 7.3. do 9,5 mL vysoce zpětně získatelných vialů se vzorkem (5 mL) postupně přidává:

• 25 µL interního standardu a surrogátu
• 100 µL methanolu (ko-rozpouštědlo)
• 400 µL dichlormetanu (extrakční fází)

Po vortexu a centrifugaci je organická fáze převedena do 0,3 mL mikrovial a 25 µL injekováno pomocí iConnect PTV LVI do TRACE 1610 GC (0,18 mm × 20 m, TG-5SilMS kolona). Detekce probíhá na TSQ 9610 triple quadrupole MS s Advanced Electron Ionization (AEI) zdrojem v režimu timed-SRM.

Hlavní výsledky a diskuse

• Obohacovací faktor ~15× oproti manuální LLE, spotřeba solventů pouhých 0,4 mL DCM a 0,9 mL methanolu na vzorek.
• Lineární kalibrační křivky v rozsahu 0,0005–1 µg/L (R2 > 0,997) u většiny látek.
• Limit kvantifikace stanoven na nejnižší bod kalibrace (0,0005–0,02 µg/L) a MDL pro vybrané PAHs do 0,0001–0,0002 µg/L.
• Opakovatelnost (%RSD) < 10 % pro n = 10 extrakcí na 0,01 µg/L potvrzuje robustnost celého procesu.
• Možnost rozšířit seznam látek o další sloučeniny (např. deltamethrin, BDE-138) bez změny hardware.

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazné snížení objemu vzorku (5 mL vs. 500 mL) a spotřeby rozpouštědel (řádově jednotky mL vs. desítky mL).
• Snížení práce analytika z řádu desítek hodin manuální přípravy na ~30 min automatického běhu pro 20 vzorků + QC.
• Zvýšení denní kapacity z 24 na 48 vzorků.
• Konsolidace analýzy pesticidů a PAHs v jednoho metodu s vysokou citlivostí a opakovatelností.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další miniaturizace extrakce a integrace s on-line LIMS pro plně digitální workflow.
• Rozšíření cílového spektra kontaminantů včetně polar-semi-polárních látek a emergentních mikropolutantů.
• Adaptace na složitější matrice (odpadní vody, biologické vzorky) s úpravouředění.
• Možnosti kombinace se soft ionizací nebo HRMS pro neznámá hledání.

Závěr

Automatizovaná DLLME v kombinaci s on-line LVI GC-MS/MS představuje vysoce citlivý, rychlý a ekologicky šetrný způsob stanovení pesticidů a PAHs v pitné vodě. Metoda splňuje přísné požadavky legislativy, snižuje náklady a zvyšuje laboratorní produktivitu, přičemž umožňuje budoucí rozšíření analytického spektra.

Reference

1. European Commission. Directive 2000/60/EC of the European Parliament and of the Council establishing a framework for Community action in the field of water policy and amendments (Water Framework Directive).
2. Environment Agency. Chemical Investigation Programme Phase 2 (CIP2): Investigation of trace substances in wastewater effluents. United Kingdom.
3. Thermo Fisher Scientific. Cost savings and increased data quality through automation; On-demand webinar.
4. SampleQ. Automated DLLME workflow solutions; Breda, The Netherlands.