Determination of N-Nitrosamines by USEPA Method 521 using Triple Quadrupole Gas Chromatography Mass Spectrometry

Význam tématu

N-nitrosaminy jsou vysoce potenciálně karcinogenní látky, které se vyskytují v pitné vodě i v průmyslových a odpadních vodách. Přesné a citlivé stanovení těchto sloučenin je klíčové pro zajištění bezpečnosti vody a splnění přísných regulačních limitů. Metoda nabízí zkrácenou a zjednodušenou proceduru kompatibilní s normou USEPA Method 521, ale s vylepšenou výkonností díky pokročilému instrumentálnímu uspořádání.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo vyvinout jednodušší a rychlejší postup detekce a kvantifikace N-nitrosaminů v pitné vodě využitím triple kvadrupólového GC-MS/MS v režimu Multiple Reaction Monitoring (MRM). Klíčovým záměrem bylo nahradit dosud používané tandemové pasti a chemickou ionizaci (CI) metodou s 70 eV elektronovou ionizací (EI) a přímou injekcí vzorků.

Použitá metodika a instrumentace

• Extrahce vzorku podle USEPA Method 521 a příprava standardů v dichlormethanu.
• Instrument: Shimadzu GCMS-TQ8040 s kapilární kolónou Stabilwax-MS (30 m × 0,25 mm, 0,25 µm).
• GC podmínky: program pece od 50 °C do 220 °C, konstantní lineární rychlost 40 cm/s, injektor splitless 200 °C, objem injekce 2 µL.
• MS podmínky: EI 70 eV, zdroj 200 °C, MRM režim, kolizní plyn argon (200 kPa), event time 0,3 s.

Hlavní výsledky a diskuse

• Responz lineárního kalibračního rozsahu 0,5–50 ng/L, korelační koeficient R² > 0,999 pro všechny analyty.
• Instrumentální detekční limity (IDL) v rozmezí 0,05–0,22 ng/L, lepší než hodnoty uváděné v metodě 521.
• Přesnost a preciznost na standardech: recovery 95–106 % při 10 ng/L (RSD ≤ 2,1 %) a 89–103 % při 2 ng/L (RSD ≤ 4,4 %).
• Obnova surrogátu stabilní v rozsahu 70–130 % během dvoudenního sledování, potvrzující robustnost metody.
• MRM přechody poskytují vysokou selektivitu, eliminují rušivé matrice a umožňují spolehlivou kvalifikaci i kvantifikaci.

Přínosy a praktické využití metody

• Jednodušší příprava vzorku bez nutnosti chemické ionizace a velkoobjemové injekce.
• Nižší detekční limity a lepší poměr signál/šum, zejména v komplexních maticích.
• Vhodné pro rutinní monitorování pitné vody v souladu s národními standardy.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření na stanovení dalších N-nitrosaminů a souvisejících látek.
• Aplikace v analýze odpadních vod a dalších složitých environmentálních matricích.
• Automatizace a integrace do on-line monitorovacích systémů.
• Další validace a akreditace metodiky pro komerční laboratorní provozy.

Závěr

Metoda GC-MS/MS s triple kvadrupólem představuje efektivní a zjednodušenou alternativu k původní USEPA Method 521. Dosahuje srovnatelných nebo lepších detekčních limitů, vysoké přesnosti a robustnosti. Tento „proof of concept“ přináší reálnou možnost zrychlení a zefektivnění rutinního monitoringu N-nitrosaminů v pitné vodě.

Reference

1. Munch J.W.; Bassett M.V. Method 521 Determination of Nitrosamines in Drinking Water by Solid Phase Extraction and Capillary Column Gas Chromatography with Large Volume Injection and Chemical Ionization Tandem Mass Spectrometry; U.S. EPA, 2004.
2. Cardona A.; Steiniger J.; Silcock D.; Semyonov O. Use of GC-MS Triple Quadrupole Instrumentation for Nitrosamine Analysis; Poster NEMC 2015.
3. Honnold M.; Curtis A.; Walker S. Analysis of N-nitrosamines in water by Gas Chromatography, Electron Impact Ionization Tandem Mass Spectrometry; Poster NEMC 2015.
4. EPA. Protocol for the Evaluation of Alternate Test Procedures for Organic and Inorganic Analytes in Drinking Water; EPA 815-R-15-007, 2015.