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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
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
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
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
customercare_spain@agilent.com
www.agilent.com/chem
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