74
Técnicas de Preparación de Muestras para contaminantes emergentes en Agua David de la Serna Ciriza Especialista de Productos Fungible de Agilent Technologies Jaume C. Morales Especialista de Producto Espectrometría de Masas

Técnicas de de Hoy 3 • Análisis de contaminantes emergentes en agua – resumen • Opciones de Preparación de Muestras Offline para el análisis de agua de bebida –Extracción

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Técnicas de

Preparación de

Muestras para

contaminantes

emergentes en

Agua

David de la Serna Ciriza

Especialista de Productos Fungible de

Agilent Technologies

Jaume C. Morales

Especialista de Producto

Espectrometría de Masas

Agenda de Hoy

2

• Análisis de contaminantes emergentes en agua – resumen

• Opciones de Preparación de Muestras Offline para el

análisis de agua de bebida

– Extracción Líquido/Líquido en soporte sólido

– Extracción en fase sólida

• Nuevos desarrollos en SPE online

• Resumen

• Preguntas y Respuestas

Agenda de Hoy

3

• Análisis de contaminantes emergentes en agua – resumen

• Opciones de Preparación de Muestras Offline para el

análisis de agua de bebida

– Extracción Líquido/Líquido en soporte sólido

– Extracción en fase sólida

• Nuevos desarrollos en SPE online

• Resumen

• Preguntas y Respuestas

Por qué tienen tanto interés los Contaminantes

Emergentes?

• > 3,000 fármacos y and PPCPs ( farmacos y productos

de higiene personal)

• Interés por la presencia y destino de fármacos,

hormonas

• Conocimiento limitado del tratamiento de todos los

contaminantes

• Elevada repercusión y preocupación pública

4

Ejemplos de Contaminantes Emergentes

5

Pesticides/Herbicides

Sugar Substitutes

Requisitos para métodos de Análisis de

Contaminates Emergentes

• Selectividad/Especificidad

• Sensibilidad: determinación MRL

• Target List

• QA/QC

• Robusto/efectos de la matriz

• Coste

6

Innovador enfoque de LC-MS/MS para el análisis

de Contaminantes Emergentes

• Método rentable para el screening y la cuantificación de la mayor parte de los analitos

• Niveles de detección publicados: 5 a 10 ng/L (ppt)

• Permite el análisis de compuestos clave conocidos y la identificación de desconocidos.

• Exactitud y precisión comparables a los métodos existentes para análisis de agua de bebida: recuperaciones del 70-130%

• Uso de multiples transiciones de iones (MRM) para evitar una identificación errónea

7

Agenda de Hoy

8

• Análisis de contaminantes emergentes en agua – resumen

• Opciones de Preparación de Muestras Offline para el

análisis de agua de bebida

– Extracción Líquido/Líquido en soporte sólido

– Extracción en fase sólida

• Nuevos desarrollos en SPE online

• Resumen

• Preguntas y Respuestas

Esquema tradicional de Preparación de Muestras

para niveles de detección bajos

• Grandes recipientes de muestra transportados a/desde los

sitios de toma de muestra

• Recolección de muestras de agua, normalmente 1000 mL

• Transporte hasta el laboratorio de análisis

• Conservación de las muestras pendientes en refrigeración

• Preparación de Muestra en serie

• Análisis cromatográfico y reporte

9

Tiempo total? Normalmente largo

Coste por Muestra? Normalmente Alto

Preparación de la Muestra

SPE Offline

• 1000 mL transportados al laboratorio

• Concentración de Trazas en cartucho

o disco

• Elución con pocos ml de disolvente, secado, reconstitución en disolvente adecuado para separación por LC o GC

• 1 mL muestra se carga en un vial del autosampler

• 2-20 µL se inyectan en el cromatógrafo

10

Preparación de Muestras – SLE

Hydromatrix – sorbente de tierra de diatomeas

• Compuesto de diatomeas fosiles

• Purificada a altas temperaturas

• Elevada Área superficial para mayor

abosorción de aguan

• Superficie muy polar

Chem Elut –Cartuchos con hydromatrix empaquetada

11

Manual de uso de Chem Elut

PASO 1: Aplicar la

muestra acuosa sobre

el cartucho seco de

Chem Elut

Flujo por Gravedad!

No se necesita vacío !

PASO 2:

Esperar 5-15

minutos

Que ocurre en

la superficie de

Chem Elut?

PASO 3:

Añadir disolvente

orgánico de

extracción

Que ocurre en la

superficie de

Chem Elut ?

Fase Acuosa Fase Orgánica

Flujo por Gravedad

No se necesita vacío

12

Incremento de popularidad de

la extracción L/L con soporte

sólido • Método general, simple

• No se forman emulsiones

• Menor uso de material de vidrio

• Menor tiempo

• Se reduce la dependencia a la técnica

• Se incrementa la reproducibilidad

•Compatible con LC/MS

• Automatizable; para el análisis de lotes

13

Extracción en Fase Sólida (SPE)

• Tipos de SPE

– SPE en fase reversa

– SPE intercambio catiónico

– SPE intercambio Aniónico

– SPE modo mixto

– SPE especial

• Capacidades

– Muy Selectivo

– Muestras Limpias

– Amplio rango de aplicación

– Automatizable

– Concentración de analitos con eliminación de ruido

14

Protocolo de Extracción en Fase Sólida

Pretratamiento

Acondicionamiento

Equilibración

Carga

Lavado

Elución

Análisis

15

Ejemplo de Aplicación de SPE – Ácidos

Haloacéticos en agua de bebida 1. Methyl chloroacetate 7. Methyl bromochloroacetate

2. Methyl bromoacetate 8. Methyl 2-bromobutanoate (SS)

3. Methyl dichloroacetate 9. Methyl bromodichloroacetate

4. Dalapon methyl ester 10. Methyl dibromoacetate

5. Methyl trichloroacetate 11. Methyl dibromochloroacetate

6. 1,2,3-Trichloropropane (IS) 12. Methyl tribromoacetate

min3 4 5 6 7 8

Hz

0

2000

4000

6000

8000

6

7

8

1

9

10

11 12

5

4

2,3

DB-35ms UI

min3 4 5 6 7 8

Hz

0

2000

4000

6000

8000

67

8

1

9,10 1112

5

42

3

DB-XLB

16

• Extracción de Triacinas,

Plaguicidas organoclorados

y PAHs a partir de agua de

bebida con Bond Elut Plexa

17

Triazines OCPs PAHs

Desispropylatrazine

Desethylatrazine

Cianazine

Simazine

Atrazine

Terbutrine

Propazine

Tertbutylazine

Alachlor

Aldrin

DDD o-p’

DDD p-p’

DDE o-p’

DDE p-p’

DDT o-p’

DDT p-p’

Dieldrin

Endosulfan (I + II)

Endrin

HCH (+++)

Heptachloro Epoxy

Hexachloroceno

Benzo(a)anthracene

Benzo(b)anthracene

Benzo(k)anthracene

Benzo(a)pyrene

Dibenzo(a,h) anthracene

Benzo (ghi) perylene

Indeno (1,2,3-cd) pyrene

Chrysene

Lista de compuestos

Usando Plexa los

tres tipos de

compuestos pueden

extraerse en un único

cartucho

18

Método SPE con Bond Elut Plexa

Método SPE Optimizado con 200mg/3mL Bond Elut Plexa

Con un estación de trabajo AutoTrace

Paso Método Flujos

mL/min

1 Lavar la jeringa con 2mL MeOH 40

2 Aclarar con 5mL EtOAc 40

3 Aclarar con 5mL DCM 40

4 Acondicionar con 10mL MeOH 40

5 Acondicionar con 10mL H2O 40

6 Aplicar 800mL muestra de agua 20

7 Secar con aire durante 30 minutos 15

8 Humedecer y recoger 4mL con EtOAc 5

9 Recoger un fracción de 1mL usando EtOAc 5

10 Humedecer y recoger 4mL usando DCM 5

11 Recoger una fracción de 1mL usando DCM 5

Recoger

en el vial

de

muestra

HPLC-FL/UV para la determinación de PAHs

GC/MS para Plaguicidas organoclorados

LC-MS/MS para Triacinas

19

•TIC de Triacinas

extraídas a partir de agua de bebida con Bond Elut Plexa EM

Time0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00 6.50 7.00 7.50 8.00 8.50 9.00

%

0

100

07110961 MRM of 17 Channels ES+ TIC

1.15e7

4.69

2.58

1.71

4.56

3.67

5.52

5.36

DESISPROPILATRAZINA

DESETILATRAZINA

CIANAZINA

ATRAZINA

TERBUTRINA

PROPAZINA

TERTBUTILAZINA

Concentración de Triacinas : 0.4 µg/L

Max. conc. En validación: 4µg/L

LQ : 0.05 µg/L

Recuperaciones > 98% (rec relativas calculadas con PI Simazina D10)

HPLC column: C18, 2.1 x100mm 1.7µm

20

•GC-MS de plaguicidas organoclorados

extraídos a partir de 800mL agua de bebida con Bond Elut Plexa

Concentración de plaguicidas organoclorados: 50 ppb

Equipo: GC-MS; modo SIM

Columna GC: VF-5MS, 30m x 0.25mm x 0.25µm

21

Recuperaciones relativas de

plaguicidas organoclorados

Chlorpesticide

0.1µg/L 0.04µg/L 0.02µg/L

HCH-alfa 84 81,83 82,17

HCH-beta 89,5 104,5 104,67

Hexachlorbenzole 53,13 56,83 56,67

HCH-gamma 83,13 95 93

HCH-delta 89,25 101 103,67

Heptachloro 70,38 73,17 70,67

Alachlor 101,25 120 118,33

Aldrin 62,25 71 69,67

Heptachloro Epoxido 92,13 109 104,17

DDE o-p' 68,75 78,5 81,67

Endosulfan I 96 116,5 105,33

Dieldrin 97,88 117,5 125

DDE p-p' 67,75 79,33 82,33

DDD o-p' 92,88 114,67 111,67

Endrin 99,63 124,5 122,5

Endosulfan II 87,75 86,33 98,5

DDD p-p' -1 105,13 128,17 115,67

DDT o-p'-2 78,88 95 96,67

Endosulfan sulfato 111,5 139,67 142,83

DDT p-p' 88,75 109,17 109,83

% Recovery

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0.1µg/L 0.04µg/L 0.02µg/L

HCH-alfa

HCH-beta

Hexachlorbenzole

HCH-gamma

HCH-delta

Heptachloro

Alachlor

Aldrin

Heptachloro Epoxido

DDE o-p'

Endosulfan I

Dieldrin

DDE p-p'

DDD o-p'

Endrin

Endosulfan II

DDD p-p' -1

DDT o-p'-2

Endosulfan sulfato

DDT p-p'

% Recovery

PI Hexaclorbenceno C13

Plaguicidas

organoclorados % Recuperación

22

•HPLC - FL of PAHs

extraídos a partir de 800mL de agua de bebida

Benzo(a)anthracene

Criseno

Benzo(b)fluoranthene

Benzo(k)fluoranteno

Benzo(a)pyrene

Dibenzo(a,h)anthracene

Indeno(1,2,3-cd)pyrene

Benzo(ghi)perylene

Volumen de inyección: 50 µL

Fase Movil : Gradiente ACN/H20 from 60% to 100%

Columna: C18, 25cm x 4,6 mm

Concentración de muestra agua (10 ng/L) Recuperación de PAHs 51-67%

Actualmente del 73-96%

RSDs <6%, n=14

23

Ventajas de SPE Offline

• Múltiples métodos publicados disponibles con esta técnica

• Amplia Variedad de tipos de sorbente disponibles en función de las propiedades de los distintos analitos y de las distintas matrices

• Concentración de analitos para conseguir menores límites de detección a la vez que eliminan interferencias que originan ruido

• Adecuado para una amplia variedad de equipos instrumentales

• La preparación Offline no bloquea al equipo a la preparación, manteniendo la flexibilidad

24

Agenda de Hoy

25

• Análisis de contaminantes emergentes en agua – resumen

• Opciones de Preparación de Muestras Offline para el

análisis de agua de bebida

• Extracción Líquido/Líquido en soporte sólido

• Extracción en fase sólida

• Nuevos desarrollos en SPE online

• Resumen

• Preguntas y Respuestas

Historia del SPE Online

1973 – Mieure y Dietrich utilizan gas portador para eluir orgánicos de muestras acuosas concentradas en Chromosorb 102 para GC online

1975 – Little & Fallick describen “Enriquecimiento de trazas” para el análisis de compuestos no polares orgánicos en agua de río por LC

Mediados de los 70 – Tecnología de Precolumnas LC aplicado a solventar problemas de muestras sucias y reducción de tiempo de vida.

Decada de los 80 y principio de los 90 – Continúa la evolución de la tecnología y teoría del SPE Online acoplada a HPLC

De los 90 hasta hoy – desarrollo de cartuchos recargables, herramientas de desarrollo de métodos y mejora de la integración del software

26

• Directiva Europea del Agua superficial y legislación del agua de bebida

requiere análisis de contaminantes de agua a niveles de 10 ng/L o por

debajo

• Screening y cuantificación en este rango de concentración usualmente

requiere SPE offline para preconcentrar los compuestos target en la

muestra

• Para LC/MS, agua es la muestra “ideal” y la sensibilidad de QQQ

instruments es suficiente para cumplir los requisitos (con inyección de

grandes volúmenes ~ 100 µL)

100 mL muestra de

agua

1 mL extracto orgánico

Volumen de inyección:

10 µL

10 ng/L 1 µg/L 10 pg o.c.

Requisitos para Screening Medioambiental

27

Preparación de Muestras Online para análisis por

LC-MS/MS

SPE Online (enriquecimiento de trazas)

• 100% muestra preparada se carga en el equipo

• Volumen puede ser <5 mL

• Combinado con detectores más sensibles (MS/MS)

• Se simplifica la logística de hacer llegar las muestras al laboratorio

28

29

Early Automated Sample Enrichment/Sample Clean

up Chlorophenoxy Acid Herbicides (EPA Method

555)

2-Position /6-Port valve

Load/wash Position Elute/analyze

Position

25 mL of aqueous sample is loaded through pump A, line A2

Flush loading pump with eluent from pump A, line A1

(Contamination of loading pump was problematic, requiring many blank runs)

New alternative approach: Direct inject <5ml sample from injector, eluent A1

1290 Infinity Inyectores Automáticos

1290 Infinity FlexCube

Flex Cube

Innovaciones Tecnológicas:

• Ciclo completo de Inyección en 20 seg.

• Elimina la contaminación cruzada

• Permite realizar mezclas, diluciones,

derivatizaciones y dosificaciones

• Configuraciones para Inyección en Loop

fijo o Loop variable

30

1290 Infinity “FlexCube“ Extendiendo las capacidades

Bomba de Jeringa

Rail para

válvula externa

Válvula opción 1 Válvula opción 2 Válvula

de baja presión

Aplicaciones:

a) Lavado automatico del asiento de la aguja y de todo el

sistema de inyección en contra corriente.

b) Inyección en modo Loop Fijo para rapidos ciclos de

inyección.

c) SPE “online“

31

Online SPE con

“FlexCube”

34

Kits de Sistemas de válvulas para SPE “on-line“

2pos-10port Valve

SPE

starter set

Multi SPE Kit

6pos-14port Valve 2pos-10port Valve

High volume

inject kit

2pos-6port Valve 12pos-13port Valve

2pos-10port Valve 2pos-10port Valve

Direct Inject

Kit

Direct Inject

Kit

Flask

sampling kit

Direct Inject

Kit

35

BondElut Online SPE PLRP:

• 2.1x12.5mm 15-20um

• 4.6x12.5mm 15-20um

1260 Pump

Sistema con SPE alternativo

Std. ALS

900µL head

Flex cube

pump

Waste

SPE starter

set

1- Modo Carga SPE

SPE2

SPE1

Load

Column

36

1260 Bin

Pump

Std. ALS

900µL head

Flex cube

pump

Waste

Sistema con SPE alternativo SPE starter

set

2- Modo Inyección SPE

SPE2

SPE1

Load

Elute

Column

37

1260 Bin

Pump

Std. ALS

900µL head

Flex cube

pump

Waste

Load

SPE starter

set

Sistema con SPE alternativo con

múltiples columnas SPE Multi SPE

Kit

1- Modo Carga SPE

Hasta 12 Cartuchos SPE

Column

38

SPE starter

set

Sistema con SPE alternativo con

múltiples columnas SPE Multi SPE

Kit

1260 Bin

Pump

Std. ALS

900µL head

Flex cube

pump

Waste

Elute

Load 3- Modo Inyección

SPE Hasta 12 Cartuchos SPE

Column

39

SPE starter

set

Sistema con SPE alternativo

e Inyección Directa

Direct Inject

Kit

1260 Bin

pump

Flex cube

pump

Std. ALS

900µL head

Waste

1- Modo Inyección Directa

SPE1

SPE2

Column

40

SPE starter

set

Sistema con SPE alternativo

e Inyección Directa

Direct Inject

Kit

1260 Bin

pump

Flex cube

pump

Std. ALS

900µL head

Waste

2- Modo Carga SPE

SPE1

SPE2

Load

Column

41

SPE starter

set

Sistema con SPE alternativo

e Inyección Directa

Direct Inject

Kit

1260 Bin

Pump

Flex cube

pump

Std. ALS

900µL head

Waste

3- Modo Inyección SPE

SPE2

Load

SPE1

Elute

Column

42

SPE starter

set

Sistema para Inyección de grandes

Volúmnes, con SPE alternativo

e Inyección Directa

Direct Inject

Kit

1260 Bin

Pump

Flex cube

Waste

X

X

Std. ALS

900µL head

High volume

inject kit

1- Modo Inyección Directa

SPE1

SPE2

5 mL loop

Column

43

SPE starter

set

Sistema para Inyección de grandes

Volúmnes, con SPE alternativo

e Inyección Directa

Direct Inject

Kit

High

volume

inject kit

1260 Bin

Pump

Flex cube

pump

Waste

X

X

Std. ALS

900µL head

Llenado del loop 5 ml

via “multidraw“ del

Autosampler

2- Modo Carga SPE

SPE1

SPE2

Load

5 mL loop

Column

44

SPE starter

set

Sistema para Inyección de grandes

Volúmnes, con SPE alternativo

e Inyección Directa

Direct Inject

Kit

High

volume

inject kit

Llenado del loop 5 ml

via “multidraw“ del

Autosampler

1260 Bin

Pump

Flex cube

Waste

X

X

Std. ALS

900µL head

3- Modo Inyección SPE

SPE1

SPE2

Elute

Load

5 mL loop

Column

45

SPE starter

set

Direct Inject

Kit

Flask

sampling kit

1260 Bin

Pump

Flex cube

pump

Std. ALS

900µL head

Waste

Waste

Sistema con SPE alternativo,

Inyección Directa y selección

de Disolvente

1- Modo Inyección Directa

Hasta 12 Solventes

SPE1

SPE2

Column

46

SPE starter

set

Direct Inject

Kit

Flask

sampling kit Sistema con SPE alternativo,

Inyección Directa y selección

de Disolvente

1260 Bin

Pump

Flex cube

Std. ALS

900µL head

Waste

Waste

2- Modo Purga Disolvente

Hasta 12 Solventes

SPE1

SPE2

Column

47

SPE starter

set

Direct Inject

Kit

Flask

sampling kit Sistema con SPE alternativo,

Inyección Directa y selección

de Disolvente

1260 Bin

Pump

Std. ALS

900µL head

Waste

Flex cube

pump

3- Modo Carga SPE

Hasta 12 Solventes

SPE1

SPE2

Load

Column

48

Page 49

SPE starter

set

Direct Inject

Kit

Flask

sampling kit Sistema con SPE alternativo,

Inyección Directa y selección

de Disolvente

1260 Bin

Pump

Std. ALS

900µL head

Waste

Flex cube

pump

4- Modo Inyección SPE

Hasta 12 Solventes

SPE1

SPE2

Elute

Load

Column

Analyzed herbicide compounds

High Sensitivity Analysis of Pesticides

Diuron

Fenuron

Irgarol 1051

Isoproturon

Linuron

Metamitron

Methabenzthiazuron

Metoxuron

Metsulfuron methyl

Atrazine

Carbendazim

Carbetamid

Chloridazon

Chlorotoluron

Chloroxuron

Desethylatrazine

Desisopropylatrazine

Desmetryn

Diflubenzuron

Monolinuron

Monuron

Neburon

Prometryn

Propazin

Simazine

Terbutryn

Terbutylazine

Trietazin

Guaranteed with a

LOQ below 10 ng/L !

50

Isoproturon

51

EIC for Cal_1 (1.0 ng/l)

• Quantifier: 207.1 72.0

• Qualifier: 207.1 46.1

• Peak width: 16.1 s

• Data points: 18

• Linear range: < 1 ng/L to 1 µg/L

High Sensitivity Analysis of Pesticides

High Sensitivity Analysis of Pesticides

Isoproturon

52

Isoproturon

Water Blank

Isoproturon

Cal 1 (1.0 ng/L)

Isoproturon

Cal 2 (5.0 ng/L)

Isoproturon

Cal 3 (10.0 ng/L)

Isoproturon

Cal 4 (50.0 ng/L)

Isoproturon

Test Sample 1

Isoproturon

Test Sample 2

Isoproturon

Test Sample 3

Cyanazine

EIC for Cal_1 (1.0 ng/L)

• Quantifier: 241.1 214.0

• Qualifier: 241.1 68.0

• Peak width: 16.0 s

• Data points: 18

• Linear range: 1 ng/L to 5 µg/L

High Sensitivity Analysis of Pesticides

53

High Sensitivity Analysis of Pesticides

Cyanazine

Cyanazine

Water Blank

Cyanazine

Cal 1 (1.0 ng/L)

Cyanazine

Cal 2 (5.0 ng/L)

Cyanazine

Cal 3 (10.0 ng/L)

Cyanazine

Cal 4 (50.0 ng/L)

Cyanazine

Test Sample 1

Cyanazine

Test Sample 2

Cyanazine

Test Sample 3

54

Background

Glyphosate is a global herbicide which is widely used in agriculture and

urban landscape management

In the environment, glyphosate is metabolized to its metabolite

aminomethyl phosphonic acid (AMPA)

Both compounds are extremely polar due to their bipolar structure

For the analysis of both compounds, a derivatization is widely accepted

Robust Method for Glyphosate and AMPA

55

Robust Method for Glyphosate and AMPA

Background

• Derivatization works at basic pH values with high excess of FMOC and

both reduces the lifetime of the chromatographic column and the

robustness of the method

• Sensitivity of direct injection is just enough to detect 100 ng/L

• Online SPE allows for clean-up and enrichment to comply with screening

• Experimental:

• 1 mL of sample is fortified with 100 ng ISTD (Glyphosate 1,2 13C-15N,

AMPA 13C)

• Borate buffer (pH 10) and FMOC (5 mg/mL) is added and reaction

takes place over night (> 4 h)

• Acetic acid (58%) is added to neutralize sample

• FMOC derivates are stable for > 48 hours

56

Robust Method for Glyphosate and AMPA

AMPA

EIC for Cal_1 (10.0 ng/L)

• Quantifier: 334.0 179.0

• Qualifier: 334.0 112.0

• Peak width: 15.4 s

• Data points: 15

• Linear range: 10 ng/L to 1.0 µg/L

57

Results

• Use of internal standards needed to correct for derivatization yields in

different water samples

• Online SPE increases the sensitivity to the relevant concentration range

(10 to 25 ng/L) for environmental samples

• Robustness of the method is substantially increased – run already

> 1000 samples on the same chromatographic column with just 2

cartridges

• AMPA has been found in concentrations up to 2000 ng/L, Glyphosate

just positive if AMPA concentrations are extremely high

Robust Method for Glyphosate

58

• Target screening for organic residues using QQQ

• Non-target screening using scan type instruments

1. Non-target acquisition

2. Identification of known contaminants

3. Identification of unknown contaminants

• Identification based on

• Accurate mass (linked to resolving power)

• Isotope ratio, isotope spacing, isotope matching

• Retention times

• Fragment information (including accurate mass)

• Software workflow is of utmost importance

Screening Strategies

Databases, libraries

Data mining tools, profiling software

59

Agilent’s Ultra High Definition

Accurate Mass Q-TOFs

• 500 ppb mass accuracy

• Femtogram sensitivity

• 5 decades dynamic range

• 40,000 resolving power

• 50 Spectra/sec

• Excellent Linearity and Isotopic Fidelity

• Supports Agilent Jet Stream and

HPLC-Chip

Exceptional accurate mass, sensitivity,

dynamic range and resolution … perfect

match for 1290 Infinity UHPLC

60

Aportación de los sistemas de Tiempo de Vuelo

TOF

QTOF

TOF

Adquisición de todo el espectro (Full Scan)

QTOF

Adquisición de todo el espectro (Full Scan)

Adquisición del espectro MS/MS:

Tiapride 0.8 ppm

Tiapride 0.8 ppm

Aportación de los sistemas de Tiempo de Vuelo

62

El análisis por TOF/QTOF de compuestos

DESCONOCIDOS tiene como objetivo

identificar ésos compuestos a través de :

• masa exacta

• perfil isotópico

• espectro MS/MS (QTOF)

Además, el cromatograma Full Scan permite

el análisis retrospectivo.

Masa Monoisotópica

(varia en ppm)

Espaciado Isotópico

(varia en ppm)

Distribucion Isotópica

(varia en %)

Scoring basado en

Ultra High Definition QTOF

Maintaining Resolving Power – Across the Mass Range

5 x10

Counts vs. Mass-to-Charge (m/z)

200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800

922

R=42424 622

R=38702

1221

R=43674

1521

R=42750 322

R=30218 2121

R=41825 1821

R=40405 2421

R=39332 2721

R=37207

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

5.5

Scan Rate Independent

Counts vs. Mass-to-Charge (m/z)

622.00822

623.01059

624.01219 625.01471

m/z 622 and isotopes

63

Requirements for Identification and Confirmation

• New guidelines for identification of pesticide residue analysis in food and feed available since January 1st 2010 (SANCO/10684/2009)

• High resolution/high mass accuracy MS instruments other than magnetic sector instruments are specified for the first time

• Minimum resolution: Dm/m > 10 000 (@ 10% valley) ~ 20 000 (@ FWHM)

• Positive identification: ≥ 2 diagnostic ions (including one fragment) Mass accuracy < 5 ppm

• TOF/QTOF instruments are typically factor 10 less sensitive than QQQ instruments

• Online SPE and TOF/QTOF is an ideal combination

64

The spectra of the standards at the LOQ (1B) were evaluated for the reproducibility of the

mass accuracy (MS1). In the following table the results obtained for the negative ion mode

analytes are given (standard used for the determinations shown in brackets).

SPS (III, 50ng/L) MCPB (III, 50ng/L) pp-DDA (III, 50ng/L) 24-DB (III, 50ng/L)

m/z Diff (ppm) m/z Diff (ppm) m/z Diff (ppm) m/z Diff (ppm)

228.0335 0.54 227.0484 1.54 235.0009 -1.31 246.9933 -0.49

228.0336 -0.06 227.0484 -1.69 235.0094 -2.86 246.9932 -0.89

228.034 -1.66 227.0478 0.98 235.0095 -3.63 246.994 2.35

228.0339 -1.12 227.0474 2.72 235.0094 -3.05 246.993 -1.70

228.0339 -1.12 227.0486 -2.43 235.0088 -0.53 246.9932 -0.89

228.0338 -0.72 227.0481 -0.42 235.0094 -2.99 246.9931 -1.30

228.0341 -1.99 227.0479 0.78 235.0095 -3.63 246.9928 -2.51

228.0335 0.41 227.0485 -2.16 235.0094 -3.12 246.9929 -2.11

228.0336 0.21 227.0484 -1.36 235.0093 -2.79 246.9938 1.54

228.034 -1.79 227.048 0.11 235.0087 -0.27 246.9936 0.73

Mass accuracy for negative ionization

Target screening with QTOF

65

PCDL Databases & Libraries for the QTOF

Forensic and Toxicology Database & Library

Pesticide Database & Library

Personal Databases

66

Waste Water Effluent

500 µL injection with 3-minute wash

Search results from 130-compound database

67

Waste Water Effluent

500 µL injection with 3-minute wash

Additional search for Pentazocine

68

Accurate Mass Library Search

69

Forensics/Toxicology

accurate mass library

7300 + compounds

Includes many

searchable spectra at

3 different CE’s

(10/20/40)

Advantages of Online SPE

• Utilizes entire prepared sample to achieve low detection limits

• Small sample volumes (mL) needed – lower logistics and

storage costs

• Reduced chance of error caused by sample handling

• Save on solvent costs – both purchase and disposal of waste

• No evaporation step

• No reconstitution required

• Integrated system increases sample throughput

70

Exploit the native sensitivity of the LC-MS/MS system with online SPE

Agenda de Hoy

71

• Análisis de contaminantes emergentes en agua – resumen

• Opciones de Preparación de Muestras Offline para el

análisis de agua de bebida

– Extracción Líquido/Líquido en soporte sólido

– Extracción en fase sólida

• Nuevos desarrollos en SPE online

• Resumen

• Preguntas y Respuestas

Review: Online versus Offline SPE

Online SPE

Utilizes entire prepared sample to

achieve low detection limits

Small sample volumes (mL)

needed – lower logistics and

storage costs

Reduced chance of error

No evaporation step

No reconstitution required

Integrated system increases

sample throughput

Requires high-end instrumentation

72

Offline SPE

Only a fraction of concentrated

sample is used

Large initial sample volume

required (100-1000 mL)

Increased chance of error

Concentration step may be

necessary

Reconstitution may be required

Sample preparation independent of

analysis system - flexibility

Suitable for low-end instruments

73

Summary and Conclusions

• A wide range of offline SPE products support emerging contaminant analysis

using established methods and protocols

• Online SPE combined with a LC-QQQ system allows a relatively simple, fast

and reliable determination of herbicides in the low ng/L range in filtered water

samples

• The whole system is fully controlled with the MassHunter acquisition software

• Adding a more sensitive QQQ system allows for even better sensitivity or

compounds which are less weakly ionizable

• Good recovery values and reproducibilities can be achieved even in complex

samples and for very polar compounds

• Online SPE not only increases the sensitivity but adds robustness to the method

(e.g. for glyphosate)

• The use of online SPE with the QTOF allows for unknown screening and

quantitation in complex environmental samples

Agilent offers a wide range of solutions for potable water analysis

Agenda de Hoy

74

• Análisis de contaminantes emergentes en agua – resumen

• Opciones de Preparación de Muestras Offline para el

análisis de agua de bebida

– Extracción Líquido/Líquido en soporte sólido

– Extracción en fase sólida

• Nuevos desarrollos en SPE online

• Resumen

• Preguntas y Respuestas

75

Estamos a su disposición en

tel.: 901.11.6890

[email protected]

www.agilent.com/chem

Gracias por su tiempo y

atención

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