Phát hiện các chất gây ô nhiễm độc hại trong môi trường nước bằng LC-MS/MS

1. Giới thiệu

Trong số các hợp chất khác nhau được coi là chất gây ô nhiễm độc hại mới, các chất hoạt động bề mặt alkylphenolic (alkylphenolic surfactants), hormone giới tính steroid (steroid sex hormones) và dược phẩm (pharmaceuticals) là mối quan tâm đặc biệt, do khối lượng của các chất này được sử dụng và do hoạt động của chúng như là chất gây rối loạn nội tiết hoặc là tác nhân gây ra tình trạng kháng thuốc của vi khuẩn gây ra tình trạng kháng kháng sinh. Ngày nay, kỹ thuật được lựa chọn để phân tích các nhóm chất này là sắc ký lỏng kết hợp với khối phổ (LC–MS) và khối phổ 3 tứ cực (LC–MS–MS). Trong những thập kỷ qua, kỹ thuật này đã đạt được những tiến bộ ấn tượng giúp phân tích nhiều chất gây ô nhiễm môi trường theo cách nhanh hơn, thuận tiện hơn và nhạy hơn, và trong một số trường hợp, phân tích các hợp chất không thể xác định trước đây.

Hình 1. Hệ thống LC-MS/MS của Hãng Sciex

Các chất gây ô nhiễm mới nổi được định nghĩa là các hợp chất mới được xác định chịu trách nhiệm tạo ra các chất gây ô nhiễm đã được xác định hoặc chưa được công nhận trước đây và các tác động của estrogen, chẳng hạn như các sản phẩm nữ tính hóa và hermainclude được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày, chẳng hạn như phroditism, ở các sinh vật dưới nước. Chất hoạt động bề mặt và dư lượng chất hoạt động bề mặt, dược phẩm. Tuy nhiên, trong số tất cả các chất gây ô nhiễm mới nổi, chất chống oxy hóa và các sản phẩm chăm sóc cá nhân, phụ gia xăng dầu, nhựa dẻo có lẽ là mối lo ngại lớn nhất gây ra hả năng kháng kháng sinh. Đối với hầu hết những cái gọi là ”sử dụng các loại thuốc gây ô nhiễm mới nổi này trong chăn nuôi gia súc, gia cầm, thuốc diệt cỏ”, sự xuất hiện, đánh giá rủi ro và độc tố sinh thái- và nuôi cá trong suốt 5 thập kỷ qua đã khiến dữ liệu về thần kinh học không có sẵn và do đó, đó là sự chọn lọc di truyền của nhiều vi khuẩn có hại hơn, điều khó dự đoán những ảnh hưởng sức khỏe mà chúng có thể gây ra là một vấn đề rất đáng quan tâm.

Bảng 1: Các nhóm chất gây ô nhiễm mới

LC–MS và LC–MS–MS chủ yếu được áp dụng trong chế độ theo dõi ion (SIM) đã chọn và trong chế độ theo dõi phản ứng đã chọn (SRM) tương ứng, để xác định chất phân tích đích. LC–MS–MS mang lại độ nhạy và độ chọn lọc rất tốt trong phân tích vết các chất gây ô nhiễm môi trường. Các lợi ích bổ sung là các chất phân tích không cần phải được phân giải hoàn toàn để được xác định và định lượng, như được yêu cầu khi sử dụng phương pháp phát hiện mảng quang đi-ốt (PDA) thông thường, và không cần tạo dẫn xuất hóa học, như trong sắc ký khí-khối phổ ( GC-MS). Tuy nhiên, trong trường hợp các chất nền rất phức tạp, chẳng hạn như nước thải và bùn, ngay cả khi sử dụng phát hiện SRM, có thể thu được cả kết quả âm tính giả do hiệu ứng ức chế ion hóa chất nền và kết quả dương tính giả do không đủ độ chọn lọc. Để tránh dương tính giả, các tiêu chí xác nhận sau đây thường được sử dụng khi sử dụng LC–MS–MS:

1. Thời gian lưu LC phải nằm trong khoảng 1–2% thời gian lưu của hợp chất chuẩn

2. Mức độ phong phú tương đối của ít nhất hai loại sử dụng đã chọn chuyển đổi ion sản phẩm ion tiền thân phải nằm trong phạm vi 20% tỷ lệ ion thu được cho các tiêu chuẩn.

Cũng có thể nhận dạng hợp chất ở chế độ quét toàn bộ và sau khi phân ly do va chạm với các thiết bị bẫy ion và tứ cực đơn, và ở các chế độ quét tổn thất ion tiền chất, ion sản phẩm và trung tính với các thiết bị ba tứ cực. Tuy nhiên, việc áp dụng LC–MS và LC–MS–MS làm kỹ thuật sàng lọc để xác định các hợp chất và chất chuyển hóa chưa biết đã bị hạn chế do cập nhật, độ nhạy thấp hiện tại, độ phân giải khối lượng thấp và thông tin cấu trúc hạn chế thu được. dưới các chế độ quét này, và do thiếu các tiêu chuẩn và thư viện LC-MS.

2. Thực nghiệm

Hình 2. Phổ ion con quét toàn bộ và cấu trúc hóa học của (a) estrone, (b) estradiol, (c) estriol và (d) ethynyl estradiol, bởi APCI(PI)-MS–MS.

Hình 3. Phổ quét toàn bộ ion-sản phẩm của (A) estriol; (B) estradiol; (C) estrone của LC–ESI(NI)-MS–MS

Hình 4. Sắc ký đồ ion và khối phổ MS/MS tương ứng của tetracycline và chlortetracycline thu được cho một mẫu của một cải tạo đất nông nghiệp bằng phân chuồng

3. Kết luận và triển vọng tương lai

Việc áp dụng các công nghệ LC–MS tiên tiến vào phân tích môi trường đã cho phép xác định một số lượng lớn các hợp chất. Phương pháp dựa trên LC–MS có tính chọn lọc cao, và đặc biệt là LC–MS–MS, các phát hiện âm tính giả vẫn có thể xảy ra do nền mẫu môi trường thường có độ phức tạp cao. Do đó, việc áp dụng các tiêu chí xác nhận và xác định nghiêm ngặt, về thời gian lưu, đỉnh cơ sở và các ion chẩn đoán, độ phong phú tương đối, v.v., là điều cần thiết.

Trong lĩnh vực tiền xử lý mẫu, tiến bộ quan trọng cũng đã được thực hiện liên quan đến việc chuẩn bị các chất hỗ trợ chọn lọc, đặc biệt là chất hấp thụ miễn dịch, cho SPE và tinh chế các mẫu môi trường. Việc áp dụng các kỹ thuật phát hiện và chuẩn bị mẫu tiên tiến đã đề cập ở trên chắc chắn sẽ mở rộng kiến thức của chúng ta về sự hiện diện, số phận và sự tồn tại của các chất ô nhiễm môi trường đã biết và mới được xác định cũng như các sản phẩm phân hủy của chúng, hiệu quả của việc loại bỏ chúng trong các nhà máy xử lý nước thải và công trình nước, và mức độ tiếp xúc của con người và động vật hoang dã, tất cả những điều này sẽ giúp các nhà môi trường (i) đánh giá rủi ro tiềm ẩn, (ii) xác định các chất gây ô nhiễm ưu tiên, (iii) đề xuất các tiêu chí chất lượng và (iv) đề xuất các hành động khắc phục.

Tài liệu tham khảo:
[1] C .G. Daughton, J. Am. Soc. Mass Spectrom. 12 (2001) 1067.
[2] B .E. Erickson, Environ. Sci. Technol. 36 (2002) 140A.
[3] D .W. Kolpin, E.T. Furlong, M.T. Meyer, E.M. Thurman, S.D. Zaugg, L.B. Barber, H.T. Buxton, Environ. Sci. Technol. 36 (2002) 1202.
[4] E nvironment Agency, Endocrine-Disrupting Substances in the Environment: What Should Be Done? Environmental Issues Series, Consultative Report, 1998.
[5] http://www.ospar.org/eng/html/sap/strategy hazardous-substances.htm[Annex 2.
[6] C . Desbrow, E.J. Routledge, G.C. Brighty, J.P. Sumpter, M.Waldock, Environ. Sci. Technol. 32 (1998) 1549.
[7] E .J. Routledge, D. Sheahan, C. Desbrow, G.C. Brighty, M.Waldock, J.P. Sumpter, Environ. Sci. Technol. 32 (1998)1559.
[8] M . Petrovic, M. Sole, M.J. Lopez de Alda, D. Barcelo, Environ. Toxicol. Chem. 21 (2002) 2146.
[9] D .A. Sheahan, G.C. Brighty, M. Daniel, S.J. Kirby, M.R. Hurst, J. Kennedy, S. Morris, E.J. Routledge, J.P. Sumpter, M.J. Waldock, Environ. Toxicol. Chem. 21 (2002) 507.
[10] T . Reemtsma, Trends Anal. Chem. 20 (2001) 533.
[11] C . Baronti, R. Curini, G. D’Ascenzo, A. Di Corcia, A. Centili, R. Samperi, Environ. Sci. Technol. 34 (2000) 5059.
[12] A . Lagana, A. Bacaloni, G. Fago, A. Marino, Rapid Commun. Mass Spectrom. 14 (2000) 401.
[13] W .M.A. Niesen, J. Chromatogr. A 856 (1999) 179.
[14] M .J. Lopez de Alda, D. Barcelo, Fresenius J. Anal. Chem. 371 (2001) 437.
[15] M .J. Lopez de Alda, D. Barcelo, J. Chromatogr. (2001) 145.
[16] A . Gentili, D. Perret, S. Marchese, R. Mastropasqua, R.Curini, A. Di Corcia, Chromatographia 56 (2002) 25.

Việt Nguyễn là đại diện độc quyền và đại diện phân phối của các sản phẩm phân tích tại Việt Nam
Tham khảo link sản phẩm của công ty độc quyền và đại diện phân phối tại đây: https://vietnguyenco.vn/
Quý khách có nhu cầu tư vấn, vui lòng liên hệ:

CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI – DỊCH VỤ – KỸ THUẬT  VIỆT NGUYỄN
Địa chỉ VPHCM: số N36, đường số 11, P. Tân Thới Nhất,  Q.12, Tp. Hồ Chí Minh

VPĐN: Số 10 Lỗ Giáng 5, phường Hòa Xuân, quận Cẩm Lệ, Tp. Đà Nẵng

VPHN: 138 Phúc Diễn, P. Xuân Phương, Q. Nam Từ Liêm, Tp. Hà Nội

VP Cần Thơ: 275 Xuân Thủy, P. An Bình, Q. Ninh Kiều, Tp. Cần Thơ

Hotline PHÒNG MARKETING – TRUYỀN THÔNG:

  • 0832 66 44 22 (Mr. Long) – E: long@vietnguyenco.vn
  • 0842 66 44 22 (Ms. Trúc) – E: truc@vietnguyenco.vn
Email info@vietnguyenco.vn
Website https://www.vietcalib.vnhttps://www.vietnguyenco.vn