Accurately Identify Emerging Environmental Chemical Contaminants - Application Compendium
Applications, Guides | 2018 | Agilent TechnologiesInstrumentation
Moderní environmentální analýza čelí rostoucím nárokům na citlivost, spolehlivost a šíři pokrytí při detekci stopových organických kontaminantů a jejich transformačních produktů v matricích jako voda, půda a biologické vzorky. Farmaka, pesticidy, PFAS či další toxické látky často unikají konvenčním metodám cílené analýzy, přičemž tisíce potenciálně toxických sloučenin zůstávají v životním prostředí neregulovány z důvodu omezených toxikologických dat. Vysoce přesná hmotnostní spektrometrie (HRAM) na platformách LC/Q-TOF a GC/Q-TOF spolu s moderními softwarovými nástroji a databázemi umožňuje komplexní screening známých, podezřelých i úplně neznámých kontaminantů.
Cílem popsaných prací je ukázat end-to-end workflow pro:
Všechna měření probíhala na systémové kombinaci UHPLC nebo GC a vysoce přesného kvadrupól-time-of-flight spektrometru. Klíčové přístroje:
Unikátní kombinace HRAM Q-TOF LC/MS a sofistikované softwarové podpory přináší:
Další rozvoj vysoce přesné MS analýzy a databází bude směřovat k:
Využití Agilent LC/Q-TOF MS systémů spolu s pokročilými softwarovými nástroji a rozsáhlými databázemi přináší revoluci ve sledování a identifikaci environmentálních kontaminantů. Komplexní workflow pro cílené stanovení, suspect screening a neřízenou identifikaci umožňuje získat ucelený pohled na chemický profil vzorku a účinnost čisticích technologií. Archivace vysokopřesných dat umožňuje opětovné dolování dat a zpětné vyhodnocení nově objevených látek. Metody HRAM Q-TOF jsou tak klíčovým nástrojem pro ochranu veřejného a ekosystémového zdraví.
GC/MSD, GC/MS/MS, GC/HRMS, GC/Q-TOF, Software, LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
IndustriesEnvironmental
ManufacturerAgilent Technologies
Summary
Význam tématu
Moderní environmentální analýza čelí rostoucím nárokům na citlivost, spolehlivost a šíři pokrytí při detekci stopových organických kontaminantů a jejich transformačních produktů v matricích jako voda, půda a biologické vzorky. Farmaka, pesticidy, PFAS či další toxické látky často unikají konvenčním metodám cílené analýzy, přičemž tisíce potenciálně toxických sloučenin zůstávají v životním prostředí neregulovány z důvodu omezených toxikologických dat. Vysoce přesná hmotnostní spektrometrie (HRAM) na platformách LC/Q-TOF a GC/Q-TOF spolu s moderními softwarovými nástroji a databázemi umožňuje komplexní screening známých, podezřelých i úplně neznámých kontaminantů.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem popsaných prací je ukázat end-to-end workflow pro:
- cílenou kvantifikaci zvolených pesticidů, farmak a dalších mikrokontaminantů,
- suspected screening na základě databází PCDL (pesticidy, voda, toxikologie),
- necílené identifikace neznámých transformačních produktů pomocí in silico fragmentace (MSC, CFM-ID),
- biologicky orientovanou „effects-directed“ analýzu toxických účinků kombinací SeaHorse analýzy a MS identifikace.
Použitá metodika a instrumentace
Všechna měření probíhala na systémové kombinaci UHPLC nebo GC a vysoce přesného kvadrupól-time-of-flight spektrometru. Klíčové přístroje:
- Agilent 6500/6530/6550/Q-TOF LC/MS s Agilent Jet Stream ESI, All Ions MS/MS a Auto MS/MS módy,
- Agilent 7200 Series GC/Q-TOF pro semivolatilní a termostabilní látky,
- Agilent 1290 Infinity LC s kolonkami C18, C8 či Polar-RP; Agilent 1260 Infinity LC pro SPE a large-volume injekce,
- Agilent MassHunter Qualitative Analysis, Quantitative Analysis, Molecular Structure Correlator, Mass Profiler Professional, Personal Compound Database & Library (PCDL), METLIN, Mass Feature Generator, CFM-ID software.
Hlavní výsledky a diskuse
- Cílenou metodikou bylo validováno 32 pesticidů v povrchových vodách s MDL 0,1–13 ng/L, přesností a precizností <20 %; z 51 vzorků bylo detekováno 25 pesticidů.
- Suspect screening rozšířil přehled na 85 možných polutantů (73 potvrzeno standardem/MS/MS). MS/MS koeluce fragmentů s precursor ions umožnila vysokou jistotu bez standardů.
- Workflow pro neznámé identifikoval 5 nových transformačních produktů pesticidů (např. dithiopyr-TP) pomocí MSC a CFM-ID s přesností >90 % match skóre.
- Screening odpadních vod po ozonaci s Mass Profiler Professional rozčlenil 13 996 funkcí na skupiny: odstraněné kontaminanty, rezistentní látky a nově vzniklé produkty. Hierarchická cluster analýza a PCA odhalily specifické „fingerprinty“ pro jednotlivé dávky ozonu.
- V podzemních vodách u South Platte River byly detekovány konzervativní markery (sucralose, gabapentin) s minimální degradací, zatímco atenolol a diphenhydramine vykazovaly 90–99 % sorpční odstranění.
- Ve výtoku čtyř WWTP v Evropě bylo detekováno >300 cílených xenobiotik: diethyltoluamid, metolachlor, isoproturon, farmaka (iomeprol, iopromid, atenolol, tramadol) a jejich metabolity; koncentrace reflektovaly zemědělské vs. městské zdroje.
- Vysoce přesná data umožňují archivaci výsledků a opakované dolování historických dat.
Přínosy a praktické využití metody
Unikátní kombinace HRAM Q-TOF LC/MS a sofistikované softwarové podpory přináší:
- komplexní screening známých a neznámých kontaminantů v jedné analýze,
- rychlé nasazení workflow pro cílené i neřízené analýzy,
- možnost efektivního sledování účinnosti či toxicitních dopadů čistících procesů,
- podporu regulací monitoringu kvality povrchových a pitných vod,
- identifikaci transformačních produktů, které mohou být toxičtější než matečné sloučeniny.
Budoucí trendy a možnosti využití
Další rozvoj vysoce přesné MS analýzy a databází bude směřovat k:
- rozšíření PCDL s vyšší pokrytostí transformation products a neregulovaných látek,
- pokročilejším in silico predikcím fragmentace s umělou inteligencí,
- integraci biologicky orientovaných testů (toxicoinformatika, SeaHorse) se spektrální identifikací,
- on-line QC/QA v reálném čase pro kontinuální monitorování vodních zdrojů,
- masovému nasazení vysokoobjemových injekcí a on-line SPE pro nízkonákladové rutinní testování.
Závěr
Využití Agilent LC/Q-TOF MS systémů spolu s pokročilými softwarovými nástroji a rozsáhlými databázemi přináší revoluci ve sledování a identifikaci environmentálních kontaminantů. Komplexní workflow pro cílené stanovení, suspect screening a neřízenou identifikaci umožňuje získat ucelený pohled na chemický profil vzorku a účinnost čisticích technologií. Archivace vysokopřesných dat umožňuje opětovné dolování dat a zpětné vyhodnocení nově objevených látek. Metody HRAM Q-TOF jsou tak klíčovým nástrojem pro ochranu veřejného a ekosystémového zdraví.
Reference
- EU Directive 2013/39/EU – Priority Substances in Water Policy.
- US EPA Method 1694 – Pharmaceuticals and Personal Care Products in Water.
- G. Moschet, et al. Environ. Sci. Technol. 51, 1553–1561 (2017).
- I. Ferrer, E.M. Thurman. J. Chromatogr. A 1259, 148–157 (2012).
- E.M. Thurman, I. Ferrer. Chemosphere 86, 9653–9661 (2014).
- B.I. Escher, et al. Environ. Sci. Technol. 47, 7012–7023 (2013).
- K. Ikehata, S.A. Snyder. Ozone-Science & Engineering 30, 21-26 (2008).
- M. Zedda, C. Zwiener. Anal. Bioanal. Chem. 403, 2493-2502 (2012).
- Agilent MassHunter Water Screening PCDL, G6882CA.
Content was automatically generated from an orignal PDF document using AI and may contain inaccuracies.
Similar PDF
GC/Q-TOF workflows for comprehensive pesticide analysis
2018|Agilent Technologies|Applications
Application Note GC/Q-TOF workflows for comprehensive pesticide analysis Authors Christoph Moschet1, Tarun Anumol2, Philip L. Wylie2, and Thomas M. Young1 1 2 Department of Civil and Environmental Engineering, University of California, One Shields Avenue, Davis, California 95616, USA Agilent Technologies,…
Key words
herbicide, herbicidetof, tofpcdl, pcdlpesticides, pesticidescompounds, compoundsfungicide, fungicideretention, retentionscreening, screeningtentatively, tentativelymasshunter, masshunternontarget, nontargetagilent, agilentsuspect, suspectunknowns, unknownstarget
Analysis of Wastewater Effluent Samples to Identify Toxic Chemicals Using the High-Resolution Agilent 7250 GC/Q-TOF
2019|Agilent Technologies|Applications
Application Note Environmental Analysis of Wastewater Effluent Samples to Identify Toxic Chemicals Using the High-Resolution Agilent 7250 GC/Q-TOF Authors Sofia Nieto and Kai Chen Agilent Technologies, Inc. Thomas Young Department of Civil and Environmental Engineering, University of California Davis, CA,…
Key words
wastewater, wastewaterscreening, screeningnci, nciscore, scoreeffluent, effluentmatch, matchtof, toflibrary, librarycompounds, compoundssuspect, suspectnontargeted, nontargetedresponse, responsetentative, tentativemass, massunknowns
Accurate Mass Library for PFAS Analysis in Environmental Samples and Workflow for Identification of Pollutants in Drinking Water Using GC/Q-TOF
2023|Agilent Technologies|Applications
Application Note Environmental Accurate Mass Library for PFAS Analysis in Environmental Samples and Workflow for Identification of Pollutants in Drinking Water Using GC/Q-TOF Authors Abstract Luann Wong, Gabrielle Black, and Thomas Young Department of Civil and Environmental Engineering, University of…
Key words
pfas, pfasdrinking, drinkingmass, masswater, waterirvine, irvinecharge, chargecontaminants, contaminantsphthalate, phthalateweaverville, weavervilleabundance, abundancenontarget, nontargetaccurate, accuratepcdl, pcdllibraries, librariesusing
Improving Confidence in Compound Identification Using Agilent Curated Databases and Libraries
2017|Agilent Technologies|Technical notes
White Paper Improving Confidence in Compound Identification Using Agilent Curated Databases and Libraries Authors Emma E. Rennie, Robert H. Williams, Ruben Garnica, and Maria VanDamme Introduction The level of confidence in target and unknown compound identification is determined by the…
Key words
pcdl, pcdlspectra, spectraaccurate, accuratecompound, compoundmass, masspcdls, pcdlsmasshunter, masshuntercompounds, compoundstof, tofcuration, curationagilent, agilentrts, rtsdatabases, databaseseach, eachlibraries