Określenie bisfenolu A w wodzie pitnej za pomocą Wayeal LCMS-TQ9200 LCMS/MS

Bisfenol A (BPA), substancja chemiczna powszechnie stosowana w produkcji tworzyw poliwęglanowych i żywic epoksydowych, jest po cichu obecna w wielu przedmiotach codziennego użytku—od butelek po wodzie mineralnej i puszek po żywność po paragony zakupowe. Jednakże ten materiał, który zapewnia wygodę, został potwierdzony w badaniach jako potencjalny środek zaburzający funkcjonowanie układu hormonalnego, ze względu na jego strukturę chemiczną podobną do budowy ludzkiego estrogenu. Długotrwałe lub nadmierne narażenie może zakłócać normalne funkcje hormonalne, stwarzając potencjalne ryzyko dla rozwoju dziecka, zdrowia reprodukcyjnego, a nawet układu metabolicznego. Aby chronić zdrowie publiczne i bezpieczeństwo środowiska, na całym świecie ustanowiono rygorystyczne ramy regulacyjne dotyczące bisfenolu A. W Chinach,„Normy dotyczące jakości wody pitnej”(GB 5749-2022) stanowi, że jego zawartość nie może przekraczać 0,01 mg/l, a rygorystyczne limity obowiązują również w przypadku materiałów mających kontakt z żywnością i innych odpowiednich produktów. Dokładne oznaczenie bisfenolu A na tych śladowych poziomach jest kluczem do skutecznej regulacji.

W tym doświadczeniu do określenia zawartości bisfenolu A w wodzie pitnej wykorzystano system chromatografii cieczowej Wayeal LCMS-TQ9200 z tandemową spektrometrią mas. Wyniki eksperymentów wykazały, że w teście przydatności układu kształt piku był zadowalający, a liniowość dobra, spełniając wymagania eksperymentu. W przypadku standardowego roztworu roboczego bisfenolu A sześć kolejnych wstrzyknięć dało odchylenie czasu retencji mniejsze niż 1% i odchylenie powierzchni piku mniejsze niż 5%, co wykazało dobrą powtarzalność. Wyniki testów dla wszystkich próbek były w normie. Wszystkie powyższe dane spełniają wymagania dotyczące jakościowych i ilościowych metod wykrywania bisfenolu A.

Słowa kluczowe:Chromatografia cieczowa – tandemowa spektrometria mas; bisfenol A; woda pitna; bezpieczeństwo jakości wody.

1. Instrumenty i odczynniki

1.1 Lista konfiguracji LC-MS/MS

Tabela 1. Lista konfiguracji przyrządu

1.2 Lista odczynników i standardów

Tabela 2. Lista odczynników i standardów

1.3 Materiały doświadczalne i sprzęt pomocniczy

Myjka ultradźwiękowa;

Mikser wirowy;

Wirówka wysokoobrotowa.

2. Metoda eksperymentu

2.1 Wstępna obróbka próbki

Wkład do ekstrakcji w fazie stałej (SPE) kondycjonowano kolejno 5 ml metanolu i 5 ml oczyszczonej wody. Następnie przez wkład SPE przepuszczono 100 ml próbkę wody przy natężeniu przepływu 3–5 ml/min. Po zakończeniu ładowania resztkową wilgoć z wkładu usunięto. Anality eluowano 10 ml metanolu w dwóch porcjach, przy szybkości przepływu eluentu kontrolowanej na poziomie około 1 kropli na 3 sekundy. Eluat zebrano w szklanej probówce i odparowano prawie do sucha w strumieniu azotu w 50°Kąpiel wodna C. Pozostałość rekonstytuowano do 1,0 ml za pomocą 50% roztworu metanolu, mieszano na wirówce, a następnie przygotowano do analizy.

Jeżeli stężenie bisfenolu A w próbce wody jest wysokie, można zastosować analizę bezpośredniego wtrysku.

2.2 Warunki eksperymentu

2.2.1 Warunki HPLC

Kolumna chromatograficzna: C18, 2.6μm, 2,1×100mm;

Faza ruchoma: Faza A: 0,1% roztwór wodorotlenku amonu; Faza B: metanol;

Natężenie przepływu: 0,3 ml/min;

Temperatura kolumny: 40°C;

Objętość wtrysku: 3µL.

2.2.2 Warunki spektrometru mas

Tabela 3. Parametry źródła jonów ze spektrometrią mas

3. Wynik eksperymentu

3.1 Test przydatności systemu

Wyniki testu przydatności systemu wykazały, że pik docelowy miał dobry kształt bez pików zakłócających w pobliżu, co spełniało wymagania eksperymentu.

Ryc. 1 Chromatogram bisfenolu Standardowy roztwór roboczy (5 ng/ml)

3.2 Zakres liniowy

Do stopniowego przygotowania krzywej kalibracyjnej z roztworami roboczymi o średnim stężeniu zastosowano roztwór wzorcowy bisfenolu A. Zakres liniowy bisfenolu A wynosił 0,5–100 ng/ml, z literą R²większa niż 0,999, co wskazuje na dobrą zależność liniową.

Tabela 4. Zakres liniowy bisfenolu A

Rys. 2. Standardowa krzywa kalibracji bisfenolu A

3.3 Granica wykrywalności i granica oznaczalności

W tej metodzie jako granicę wykrywalności (LOD) i granicę oznaczalności (LOQ) dla standardowego roztworu bisfenolu A przyjęto odpowiednio 0,2 ng/ml i 0,5 ng/ml. Odpowiednie stosunki sygnału do szumu wyniosły 29,39 i 86,38, czyli były większe niż odpowiednio 3 i 10, co spełniało wymagania dotyczące czułości eksperymentu.

Tabela 5. Granice wykrywalności i granice oznaczalności związku

Ryc. 3. Chromatogramy prądu jonowego bisfenolu A przy LOD i LOQ

3.4 Próba precyzji

Przygotowano roztwory bisfenolu A w trzech poziomach stężeń (niskie, średnie i wysokie). Do każdego roztworu wstrzyknięto sześć kolejnych dawek w celu porównania odchyleń w czasie retencji i powierzchni piku. Wyniki przedstawiono w poniższej tabeli. Odchylenie czasu retencji bisfenolu A było mniejsze niż 1%, a odchylenie powierzchni piku było mniejsze niż 5%, co spełniało wymagania eksperymentu.

Tabela 6 Test precyzji dla bisfenolu A

Ryc. 4 Chromatogramy testu precyzyjnego bisfenolu A przy niskim, średnim i wysokim stężeniu (n=6)

3.5 Test próbki

Pobrano i zbadano odpowiednie ilości dostępnej w handlu oczyszczonej wody i miejskiej wody z kranu, zgodnie z metodą wstępnego oczyszczania opisaną powyżej. Po wstrzyknięciu próbki i analizie nie wykryto bisfenolu A w żadnym z rodzajów wody.

Ryc. 5. Chromatogram bisfenolu A w dostępnej na rynku próbce wody oczyszczonej

Ryc. 6 Chromatogram bisfenolu A w próbce miejskiej wody wodociągowej

4. Wniosek

Metoda ta wykorzystuje system chromatografii cieczowej Wayeal LCMS-TQ9200 z tandemową spektrometrią mas do oznaczania zawartości bisfenolu A w wodzie pitnej.

Dane eksperymentalne pokazują, że ta metoda daje piki chromatograficzne o dobrej symetrii i bez ogonowania. Czułość spełnia wymagania eksperymentalne, a współczynnik korelacji liniowej jest większy niż 0,999. Dla sześciu kolejnych wstrzyknięć odchylenie czasu retencji dla każdego związku było mniejsze niż 1%, a odchylenie powierzchni piku było mniejsze niż 5%, co wskazywało na dobrą precyzję. Ani w dostępnej na rynku oczyszczonej wodzie, ani w miejskich próbkach wody z kranu nie wykryto bisfenolu A.