1. Giới thiệu
PPCP là hợp chất chứa rất nhiều loại chất gây ô nhiễm môi trường, bao gồm hợp chất gây rối loạn nội tiết (EDC), thuốc trừ sâu, hormones, thuốc kháng sinh, chất cản quang tia X, các loại dung dịch khử trùng. Việc đánh giá một cách chính xác sự tác động của các hợp chất này tới môi trường là rất cần thiết để theo dõi chính xác sự hiện diện của chúng.
Sự đa dạng phức tạp về tính chất hóa học của các hợp chất này là một thách thức lớn đối với việc phát triển phương pháp nhận dạng và định lượng các hợp chất này. Hệ thống LC-MS/MS Hãng SCIEX đủ khả năng đáp ứng khi phân tích các hợp chất bán bay hơi và không bền nhiệt có trọng lượng phân tử lớn. Ngoài ra, hệ thống LC-MS/MS hiện đại được vận hành trong chế độ giám sát đa phản ứng chọn lọc (MRM), mang lại độ chọn lọc và độ nhạy cao trong định lượng PPCP có thể tái tạo ở mức độ vết mà không cần nhiều thời gian và lượng mẫu nhiều.
Phương pháp LC-MS/MS phát hiện được 80 PPCP trong 1 hợp chất phân tích. Phương pháp này một giải pháp hiệu quả cho nhận dạng và xác định các hợp chất PPCP với độ nhạy cao và độ tin cậy chinh xác đảm bảo.
2. Phương pháp
Chuẩn bị mẫu:
Hơn 70 mẫu nước ở các thành phố và quốc gia khác nhau từ các loại nước khác nhau, bao gồm nước uống, sông, hồ, biển,…được thu thập bởi các nhà khoa học. Các mẫu được tiền xử lý đông đá cho đến khi phân tích. Mẫu nước được bơm trực tiếp sau khi lọc mà không cần làm sạch bằng phương pháp bổ sung nào khác.
Tách LC:
Sử dụng hệ thống tách nhanh LC Dionex Ultimate 3000 với cột Phenomenex LUNA 2.5u C18(2)-HST 100 x3 mm và gradient của nước và acetonitril với acid formic 0,1% tại tốc độ dòng 0,8 mL/phút với thể tích tiêm vào 100 µL .
Phát hiện MS/MS:
Hệ thống LC-MS/MS SCIEX QTRAP® 5500 với nguồn Turbo V™ và đầu dò ion hóa phun điện tử (ESI) đã được sử dụng để phân tích PPCP trong các mẫu nước được thu thập. Các máy quang phổ khối được vận hành ở chế độ MRM bằng cách sử dụng thuật toán MRM™ theo lịch trình.
Chế độ MRM cho phép sàng lọc và định lượng các hợp chất mục tiêu với độ chọn lọc và độ nhạy cao nhất bằng cách theo dõi sự chuyển đổi từ ion tiền chất (được lọc trong Q1) thành ion sản phẩm (được tạo ra trong ô va chạm Q2 và được lọc trong Q3). Màn hình thuật toán MRM™ hiển thị theo lịch cài đặt tự động chuyển tiếp trong khoảng thời gian lưu giữ ngắn, điều này cho phép theo dõi nhiều chuyển đổi MRM hơn trong một lần chạy LC duy nhất, trong khi vẫn duy trì thời gian dừng tối đa và thời gian chu kỳ được tối ưu hóa.
3. Kết quả phân tích
Sự kết hợp của cột có kích thước hạt nhỏ (2,5 μm), tốc độ dòng cao (0,8 mL/phút) và thể tích tiêm lớn (100 μL), MS/MS có độ nhạy cao trên QTRAP® 5500 với nguồn Turbo V™ cho phép phun trực tiếp của mẫu nước và phát hiện PPCP với giới hạn phát hiện (LOD) trong phạm vi phần nghìn tỷ. Hai quá trình chuyển đổi MRM đã được được theo dõi trên từng chất trong số 80 chất phân tích để định lượng và xác định sử dụng thuật toán MRM. Thuật toán MRM™ theo lịch trình tự động điều chỉnh thời gian dừng để có tín hiệu S/N tốt nhất dựa trên thời gian lưu và thời gian chu kỳ.
Hình 1: Thuật toán MRM™ theo lịch trình sử dụng kiến thức về rửa giải từng chất phân tích để theo dõi quá trình chuyển đổi MRM trong thời gian ngắn. Điều này cho phép thực hiện nhiều chuyển tiếp MRM hơn và giám sát trong một lần chạy LC duy nhất, đồng thời duy trì thời gian dừng tối đa và thời gian chu kỳ được tối ưu hóa.
Hình 2: LC-MS/MS phát hiện 80 PPCP trong 1 μg/L
Trong quá trình phân tích, thực hiện hai lần chuyển đổi MRM được theo dõi cho từng chất phân tích, quá trình chuyển đổi MRM đầu tiên được sử dụng để định lượng trong khi quá trình chuyển đổi MRM thứ hai được sử dụng để xác định định tính dựa trên tính toán tỷ lệ ion.
Ví dụ về sắc ký đồ của 15 chất phân tích được chọn tại một thời điểm nồng độ 10 ng/L (10 ppt) được trình bày trong hình 3. Độ nhạy vượt trội của hệ thống QTRAP® 5500 được thể hiện bằng các giá trị S/N trong khoảng từ 10 đến 1500. Như vậy LOD thấp cho phép phát hiện PPCP trong các mẫu nước bằng cách tiêm trực tiếp mà không cần bổ sung quá trình làm sạch nào khác hoặc mất nhiều thời gian phân tích.
Hình 3: Sắc ký đồ của 15 PPCP được chọn tại một thời điểm nồng độ 10 ng/L
Phương pháp LC-MS/MS được phát triển để có thể đáp ứng phân tích sàng lọc các các mẫu nước, kết quả định lượng PPCP được thể hiện trong Hình 4 (A-C). Tất cả các phát hiện được xác định bằng cách so sánh tỷ lệ MRM của mẫu chưa biết với tỷ lệ MRM trung bình của chất chuẩn.
Hình 4: Định lượng PPCP trong các mẫu nước khác nhau, A: mẫu từ một khu vực nông nghiệp, B: mẫu từ cống thoát nước đất nông nghiệp, C: mẫu từ một khu đô thị
Hình 5 cho thấy kết quả định lượng của Benzoylecgonine, một chất chuyển hóa từ Cocain trong các mẫu nước đang được phân tích. Benzoylecgonine được tìm thấy ở các con sông chảy qua các thành phố lớn với nồng độ lên tới 200 ng/L, điều này cho thấy việc lạm dụng cocaine xả ra phổ biến ở những khu vực nơi đây. Sự tập trung của Benzoylecgonine trong các mẫu nước được thu thập ở các khu vực xa đô thị và hoang dã thấp hơn nhiều so với các khu vực thành thị đông dân cư sinh sống.
Hình 5: Các phát hiện về Benzoylecgonine trong các mẫu nước khác nhau
Các kết quả định lượng thuốc diệt cỏ Atrazine trong nghiên cứu các mẫu nước được thể hiện trong hình 6. Cụ thể thuốc diệt cỏ được tìm thấy trong hai mẫu nước sông được thu thập ở Canada với nồng độ trên 100 ng/L. Atrazine được phát hiện trong một số mẫu nước, bao gồm cả nước uống, trong các mẫu được thu thập trên khắp thế giới ở nồng độ trên 10ng/L. Atrazine cũng được tìm thấy trong mẫu nước sông ở Ý với nồng độ 12 ng/L mặc dù Atrazine là chất bị nghiêm cấm ở châu Âu.
4. Kết luận
Công nghệ LC-MS/MS của Hãng SCIEX với độ nhạy cao và khả năng ion hóa ion dương và ion âm để phân tích toàn diện, đạt hiệu suất cao, LC-MS/MS cho phép chúng ta:
- Phân tích hàng ngàn hợp chất phân cực, không phân cực và không bền nhiệt trong một lần chạy.
- Thực hiện bơm trực tiếp mẫu nước để sàng lọc nhanh trong nhà máy xử lý nước thải và hệ thống xử lý nước uống.
- Đơn giản hóa quy trình chuẩn bị đất hoặc mẫu khác do độ nhạy của phân tích.
- Sử dụng các phương pháp sàng lọc để xác định các hợp chất PPCP chưa biết hoặc các chất chuyển hóa.
Tài liệu tham khảo:
1. Brett J. Vanderford et al.: ‘Analysis of Endocrine Disruptors, Pharmaceuticals, and Personal Care Products in Water Using Liquid Chromatography/Tandem Mass Spectrometry’ Anal. Chem. 75 (2003) 6265-6274
2. Paul E. Stackelberg et al.: ‘Persistence of pharmaceutical compounds and other organic wastewater contaminants in a conventional drinking-water-treatment plant’ Science of the Total Environment 329 (2004) 99-113
3. Susan D. Richardson and Thomas Ternes: ‘Water Analysis: Emerging Contaminants and Current Issues’ Anal. Chem. 77 (2005) 3807-3838
4. M. Gros et al.: ‘Tracing Pharmaceutical Residues of Different Therapeutic Classes in Environmental Waters by Using Liquid Chromatography/Quadrupole-Linear Ion Trap Mass Spectrometry and Automated Library Searching’ Anal. Chem. 81/3 (2009) 898-912
5. A. Schreiber et al.: ‘Accelerated LC/MS/MS for the Quantitation and Identification of Pharmaceuticals and Personal Care Products (PPCP) in Water Samples’ Poster presentation (2009) Pittcon, Chicago
6. S. Castiglioni et al.: ‘Mass spectrometric analysis of illicit drugs in wastewater and surface water’ Mass Spectrometry Reviews 27 (2008) 378-394
Việt Nguyễn là đại diện chính thức của Hãng SCIEX 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 |
| Hotline | PHÒNG MARKETING – TRUYỀN THÔNG:
|
| info@vietnguyenco.vn | |
| Website | https://www.vietcalib.vn| https://www.vietnguyenco.vn |
