Анализ пестицидов с использованием ГХ-МС низкого давления с газом-носителем азотом

1.Introduction

1.1. ГХ-МС низкого давления (ГХ-МС низкого давления)

Уравнение Вама Деемтера показывает, что эффективность разделения хроматографии зависит от коэффициента диффузии вещества в подвижной фазе. Также установлено, что коэффициент диффузии вещества в газе обратно пропорционален давлению. Метод ГХ-МС низкого давления (LPGC-MS) представляет собой метод, который применяет этот принцип и повышает скорость анализа за счет поддержания давления колонки в вакууме с помощью вакуумной системы МС. LPGC-MS использует короткую аналитическую колонку с внутренним диаметром от 0.53 мм до 0.32 мм с рестриктором, подключенным к входной стороне ГХ (→Рисунок 1). Уменьшение длины колонки обычно снижает эффективность разделения, но в LPGC-MS мы можем минимизировать этот эффект, улучшив эффективность разделения за счет снижения внутреннего давления.

Рисунок 1. Конфигурация LPGC-MS

1.2. LPGC-MS с использованием азота в качестве газа-носителя

JMS-Q1600GC UltraQuad™ SQ-Зета

В этом отчете мы рассмотрели пример анализа пестицидов с использованием метода LPGC-MS с газом-носителем азотом в JMS-Q1600GC. Как упоминалось выше, LPGC-MS — это метод повышения эффективности разделения колонки за счет улучшения коэффициента диффузии в ответ на снижение внутреннего давления колонки. В целом, анализ GC-MS с использованием газа-носителя азота повышает чувствительность за счет снижения скорости потока газа-носителя, поэтому считается, что LPGC-MS, который повышает эффективность разделения за счет снижения внутреннего давления колонки, хорошо совместим с этим. Кроме того, LPGC-MS использует колонки с большим внутренним диаметром от 0.53 мм до 0.32 мм, поэтому он также превосходит по объему загрузки колонки и увеличению объема впрыска. Целью исследования было применение этого метода для анализа пестицидов в водопроводной воде. Эффективность этого метода для анализа пестицидов в водопроводной воде оценивалась на основе таких показателей производительности, как чувствительность обнаружения, линейность калибровочной кривой и воспроизводимость.

2.Эксперименты

Для измерения использовались газовый хроматограф масс-спектрометр JMS-Q1600GC UltraQuad™ SQ-Zeta и набор колонок LPGC Rtx-5ms, 0.32 мм ID (каталожный номер: 11802, Restek Corporation.) для LPGC-MS. В таблице 1 показаны условия измерения для образцов. Режим сбора данных для MS был установлен на SIM, а ионы монитора были установлены на 134 компонента, перечисленных в методах 5, 5-2 и 25 прилагаемого списка целевых пестицидов в списке целевых пестицидов (элемент 15 настройки целевых показателей управления качеством воды) для сельскохозяйственных химикатов.

Таблица 1. Условия измерения

• … 10 м x 0.32 мм ID x 1.00 мкм колонка Rtx-5ms и 5 м x 0.15 мм ID ограничитель

Образец для проверки времени удерживания был приготовлен путем смешивания следующих стандартных растворов пестицидов: WQ1, WQ2, WQ5 и WQ10 (по 20 мкг/мл каждого в растворе ацетона, FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation), эндосульфан α и β, протиофос, протиофос оксон и CNP-амино. Для подготовки калибровочных кривых и проверки воспроизводимости мы разбавили стандартный раствор смеси пестицидов 13 типов (по 10 мкг/мл каждого в ацетоне, FUJIFILM Wako Chemical Corporation) до 1～100 мкг/л и добавили внутренние стандартные вещества антрацен-10, 9-бромантрацен и хризен-d12 в концентрации 100 мкг/л.

3.Результаты

3.1 Сравнение TICC и EIC для измерения 134-пестицидов.

На рисунке 2 показаны TICC и EIC этофенпрокса, когда образец для проверки времени удерживания измерялся с помощью ГХ-МС в нормальных условиях. На рисунке 3 показаны TICC и EIC этофенпрокса, когда образец измерялся с помощью LPGC-MS.

Рисунок 2. TICC 134 пестицидов, измеренных с использованием обычного метода ГХ-МС с гелием и EIC этофенпрокса

Рисунок 3. TICC 134 пестицидов, измеренные с помощью LPGC-MS с N₂ Метод и ЭИК Этофенпрокса

Сравнение времени анализа показало, что измерение, которое обычно требует более 40 минут с использованием ГХ-МС, может быть завершено примерно за 20 минут с использованием LPGC-MS. Аналогично, сравнение ширины пиков с использованием EIC для этофенпрокса показало, что результаты были сопоставимы между GC-MS и LPGC-MS. Трудно разделить элюированные пики с использованием TICC, но их можно разделить с использованием EIC для каждого пестицида. Результаты проверки поведения разделения каждого пестицида с использованием EIC около 10-й минуты, когда пики элюируются больше всего, показаны на рисунке 4.

Рисунок 4. EIC пестицидов, которые растворяются примерно за 10 минут

3.2 Калибровочные кривые и проверки воспроизводимости для 13-пестицидов

Образцы для калибровочной кривой и проверки воспроизводимости были измерены с использованием метода LPGC-MS, а полученная калибровочная кривая представлена ​​на рисунке 5. Коэффициент корреляции (r) калибровочной кривой составляет 0.99 или выше для всех компонентов, что указывает на хорошую линейность.

Рисунок 5. Калибровочные кривые для каждого из 13 компонентов пестицида

Таблица 2 иллюстрирует коэффициент вариации (CV) количественных значений, когда концентрация 10 мкг/л измерялась непрерывно с n = 5 испытаниями, среди образцов, используемых для создания калибровочной кривой и подтверждения воспроизводимости. На рисунке 6 показаны хроматограммы SIM каждого пестицида для первоначального повторения.

Таблица 2. Коэффициент вариации для каждого из 13 компонентов пестицида

Рисунок 6. EIC для каждого из 13 компонентов пестицида

Коэффициент вариации для 10 мкг/л составляет 10% или менее для всех компонентов, что указывает на хорошую воспроизводимость. Кроме того, хроматограммы для каждого пестицида могут быть обнаружены с достаточной интенсивностью, тем самым подтверждая надежность результатов.

3.3 Сравнение чувствительности ГХ-МС и ЛПГХ-МС в нормальных условиях

На рисунке 7 показаны результаты сравнения EIC хлоронитрофена в концентрации 0.5 мкг/л с использованием обычного ГХ-МС и LPGC-MS. Хлоронитрофен имеет самое низкое целевое значение из всех пестицидов в водопроводной воде. Даже после предварительной обработки 500-кратной концентрацией в соответствии с методом уведомления конечная концентрация тестового раствора чрезвычайно низкая и составляет 0.5 мкг/л. На рисунке 7 ясно показано, что метод LPGC-MS с газом-носителем азотом может обнаружить пик для 0.5 мкг/л хлоронитрофена с соотношением сигнал/шум, которое сопоставимо с таковым обычного метода ГХ-МС с гелием.

Рисунок 7. Сравнение EIC для 0.5 мкг/L Хлоронитрофен измерено с помощью LPGC-MS с N₂(слева) и обычным ГХ-МС с He(справа)

4.Conclusion

Исследование анализа пестицидов с использованием метода LPGC-MS с газом-носителем азотом для целей применения к водопроводной воде показало, что время измерения может быть сокращено примерно вдвое по сравнению с обычным методом GC-MS. Более подробное исследование количественной производительности для 13-компонентных пестицидов выявило калибровочную кривую с хорошей линейностью, на что указывает коэффициент корреляции 0.99 или выше в диапазоне концентраций от 1 до 100 мкг/л. Было обнаружено, что воспроизводимость составляет менее 10% CV при концентрации 10 мкг/л. Кроме того, в случае хлорнитрофена, который имеет самое низкое целевое значение из всех пестицидов в водопроводной воде, был выявлен пик при 0.5 мкг/л, что эквивалентно целевому значению на основе предположения о факторе концентрации метода уведомления. Достигнутая чувствительность была примерно эквивалентна чувствительности обычного GC-MS с гелием. На основании этих результатов можно сделать вывод, что метод LPGC-MS, использующий газ-носитель азот, достаточно пригоден для анализа пестицидов в водопроводной воде.

Решения по областям применения

Окружающая среда

Сопутствующие продукты

JMS-Q1600GC UltraQuad™ SQ-ZetaГазовый хроматограф Квадрупольный масс-спектрометр

Газовый хроматограф JMS-TQ4000GC, тройной квадрупольный масс-спектрометр.

Категория продукта

Газовые хроматографы с масс-спектрометром (GC-MS)