کنترل کیفیت الکترولیت های باتری لیتیوم یون با استفاده از LC/MS
چکیدهبازده و طول عمر باتری های لیتیوم یون تا حد زیادی به کیفیت الکترولیت وابسته است. تقریب...
تعیین ناخالصی‌های نیتروزامین با استفاده از سیستم کروماتوگرافی مایع-طیف سنجی جرمی سه رباعی Agilent 6495D
چکیده
ناخالصی‌های نیتروزامین، محصولات جانبی هستند که در طی فرآیند ساخت داروهای شیمیایی، ب...
کمی سازی دقیق تر PFAS با HPLC
مقدمه
تجزیه و تحلیل PFAS (مواد پرفلوئوروآلکیل و پلی فلوئوروآلکیل) اغلب به روش‌های آماده س...
مقدمه
تجزیه و تحلیل PFAS (مواد پرفلوئوروآلکیل و پلی فلوئوروآلکیل) اغلب به روش‌های آماده سازی نمونه مانند استخراج فاز جامد نیاز دارد، به خصوص زمانی که به حد تشخیص پایین نیاز باشد. به همین دلیل، نمونه‌های نهایی آماده برای تجزیه و تحلیل LC/MS/MS معمولاً در 80 تا 100 درصد حلال‌های آلی حل می‌شوند.1 علاوه بر این، حد مجاز غلظت در سال‌های اخیر حتی پایین‌تر آمده است.2 تزریق حجم‌های زیاد نمونه می‌تواند حساسیت را افزایش دهد و در نتیجه حد تشخیص را پایین‌تر بیاورد، اما این کار توسط اثرات نامطلوب حلال ناشی از قدرت شویش بالای حلال نمونه در کروماتوگرافی مایع فاز معکوس رایج محدود می‌شود.
حتی اگر این محدودیت‌ها را می‌توان تا حدی با اضافه کردن مقدار قابل توجهی از فاز ساکن قطبی‌تر (مانند کارتریج دیول) در بالادست ستون جداسازی یا با انجام تزریق ساندویچی تا حدی کاهش داد، شکل پیک‌ها در حجم‌های تزریق بالا همچنان تحت تأثیر قرار می‌گیرند.3
این روش برخلاف تزریق‌های جریان عبوری، حتی زمانی که نمونه در 100% حلال‌های آلی حل شده باشد، به حجم‌های تزریق بسیار بیشتر بدون تأثیر منفی بر شکل پیک اجازه می‌دهد. این پیشرفت با تزریق نمونه به جریان فاز متحرک با یک شیر مخصوص حاصل می‌شود که منجر به رقیق سازی آنلاین می‌شود. این قابلیت در Agilent 1260 Infinity II Hybrid Multisampler پیاده سازی شده است.4 استفاده از ستون فاز معکوس C18 جدید که برای سازگاری با فاز متحرک 100% آبی طراحی شده است به حداکثر رساندن این پیشرفت کمک می‌کند.
آزمایش
یک سیستم LC/MS با کیت تبدیل HPLC بدون PFC Agilent (5004-0006) برای background PFAS پایین تبدیل شد.5 این سیستم شامل موارد زیر بود:
- پمپ پرسرعت Agilent 1290 Infinity II (G7120A)
- نمونه‌گیر هیبریدی Agilent 1260 Infinity II (G7167C)
- ترموستات چند ستونی Agilent 1290 Infinity II (G7116B)
- Agilent Ultivo Triple Quadrupole LC/MS (G6465B)
ستون:
Agilent InfinityLab Poroshell 120 Aq-C18، 2.1 × 100 میلی‌متر، 2.7 میکرومتر (شماره قطعه 695775-742)
ستون محافظ:
Agilent InfinityLab Poroshell 120 Aq-C18، 2.1 میلی‌متر، 2.7 میکرومتر (شماره قطعه 821725-955)
ستون تأخیر
مدل: ستون تأخیر PFC
ابعاد: 4.6 × 30 میلی‌متر
شماره قطعه: 5062-8100
نرم افزار:
- Agilent MassHunter Acquisition Software، نسخه 1.2
- Agilent MassHunter Quantitative Software، نسخه 10
- Agilent MassHunter Qualitative Software، نسخه 10
Standards
47 PFAS analytes (PFBA, PFPeA, PFHxA, PFHpA, PFOA, PFNA, PFDA, PFUnDA, PFDoDA, PFTrDA, PFTeDA, PFHxDA, PFODA, PFBS, PFPeS, PFHxS, PFHpS, PFOS, PFNS, PFDS, PFDoS, FBSA, FHxSA, FOSA, HFPO-DA, MeFOSAA, EtFOSAA, 4:2FTS, 6:2FTS, 8:2FTS, ADONA, 9Cl-PF3ONS, 11Cl-PF3OUnS, PFMPA, PFMBA, NFDHA, PFEESA, MeFOSA, EtFOSA, MeFOSE, EtFOSE, 3:3FTCA, 5:3FTCA, 7:3FTCA, 8:2FTUCA, PFecHxS, and 8:2diPAP) dissolved in 99.6% MeOH:0.4% water or 90% ACN:9.6% MeOH:0.4% water, respectively, at concentrations ranging from 0.7 to 10 pg/μL.
حلال‌های درجه کروماتوگرافی مایع-طیف‌سنجی جرمی (LC/MS):
- آب Agilent InfinityLab برای LC/MS (5191-5121)*
- متانول Agilent InfinityLab برای LC/MS (5191-5111)*
- استونیتریل Agilent InfinityLab برای LC/MS (5191-5101)*
*آستات آمونیوم از VWR آلمان خریداری شده است.استانداردهای PFAS از Wellington Laboratories، کانادا خریداری شده‌اند.
نتایج و بحث
تزریق جریان عبوری
سامپلر هیبریدی مولتی Infinity II 1260 می‌تواند در دو حالت کار کند، یا با تنظیمات کلاسیک تزریق جریان عبوری یا حالت تزریق فید، که در آن نمونه در حین تزریق به جریان فاز متحرک تزریق می‌شود (شکل 1).
انجام تزریق جریان عبوری با حجم تزریق 5 میکرولیتر از مخلوط PFAS محلول در 99.6٪ متانول منجر به … (ترجمه ادامه متن بستگی به ادامه جملات دارد)
حلال ها و مواد شیمیایی
حلال های گرید LC/MS:
- آب Agilent InfinityLab برای LC/MS (5191-5121)
- متانول Agilent InfinityLab برای LC/MS (5191-5111)
- استونیتریل Agilent InfinityLab برای LC/MS (5191-5101)
استات آمونیوم از VWR، آلمان و استانداردهای PFAS از Wellington Laboratories، کانادا تهیه شدند.
نتایج و بحث
تزریق جریان عبوری
نمونه‌گیر ترکیبی Infinite II Hybrid 1260 قادر به کار در دو حالت است:
- تنظیمات سخت‌افزاری کلاسیک تزریق جریان عبوری
- حالت تزریق فید: در این حالت، نمونه در طول تزریق به جریان فاز متحرک تزریق می‌شود (شکل 1).
اجرای حالت تزریق جریان عبوری با 5 میکرولیتر حجم تزریق از مخلوط PFAS حل شده در 99.6% متانول، منجر به کروماتوگراف‌هایی با پیک‌های بسیار خوب شد، به جز در مورد اسید پرفلور بوتانوئیک (PFBA، 3.47 دقیقه) که به دلیل قدرت بالای حلال نمونه، یک شانه‌ی قابل توجه مشاهده شد. عبوری در حجم تزریق 5 میکرولیتر رخ نداد (شکل 2).
افزایش حجم تزریق به بیش از 5 میکرولیتر فقط منجر به افزایش جزئی ارتفاع پیک‌ها شد. در عین حال، حجم‌های تزریق بالاتر، تأثیر منفی قابل توجهی بر شکل پیک‌ها داشتند (شکل 3).
بحث:
نتایج نشان می‌دهد که تزریق جریان عبوری با 5 میکرولیتر حجم تزریق، برای اندازه‌گیری PFAS در مخلوط‌های حل شده در 99.6% متانول مناسب است. این روش منجر به کروماتوگراف‌هایی با پیک‌های خوب می‌شود، به جز PFBA که به دلیل قدرت بالای حلال نمونه، دارای یک شانه‌ی قابل توجه است. افزایش حجم تزریق، منجر به افزایش جزئی ارتفاع پیک‌ها می‌شود، اما در عین حال، شکل آن‌ها را نیز بدتر می‌کند.
شانه ها نمایان شدند، قله ها شکافته شدند و جبهه گیری قابل توجهی مشاهده شد. این تحریفات قله باعث ایجاد مشکلاتی در ادغام خودکار شد که نیازمند ادغام دستی شد و می تواند در تشخیص و اندازه گیری ایزومرهای شاخه ای PFAS تداخل ایجاد کند.
تزریق خوراک برای تزریق خوراک، سرعت تزریق کند 10٪ انتخاب شد، که منجر به رقیق شدن 1:10 نمونه با ترکیب اولیه روش در حین تزریق شد. ستون InfinityLab Poroshell 120 Aq-C18 استفاده شد و اجازه داده شد با 100٪ آبی کار کند. این منجر به ترکیب 90٪ آبی در هنگام تزریق شد. بنابراین، بیشتر ترکیبات هنگام ورود به ستون به دام افتاده و متمرکز شده و فقط با افزایش نسبت آلی شسته می شوند.
حتی در حجم تزریق 40 میکرولیتر، شکل های پیک بسیار خوبی مشاهده شد، به جز چند ترکیب که در اوایل فرار می کنند و کمی پهن شدگی پیک را نشان می دهند. با این حال، هیچ نفوذی برای هیچ یک از آنالیت ها مشاهده نشد. در مقایسه با تزریق جریان از طریق، حساسیت به طور قابل توجهی افزایش یافت، که امکان تشخیص پایین تر را فراهم کرد (شکل 4).
زمان های ماندگاری برای تزریق خوراک کمتر است، زیرا حجم تأخیر حجم نمونه در مسیر جریان گرادیان مانند تزریق جریان از طریق نیست.
مقایسات دقیق برای برخی آنالیت ها
کروماتوگرافی ها و نمودارهای زیر مقایسات دقیقی را برای آنالیت های PFAS منتخب نشان می دهند. آنالیت های انتخاب شده شامل اولین ترکیب خروجی (PFBA) مخلوط استفاده شده (شکل 5)، دو آنالیت با وجود ایزومرهای شاخه ای (PFHxS و EtFOSAA، شکل 6 و 7)، و آخرین ترکیب خروجی، PFODA (شکل 8) می باشد.
هنگام افزایش حجم تزریق در حالت جریان از طریق، حلال قوی خروجی نمونه باعث ایجاد مشکلات شدیدتری در کروماتوگرافی می شود. قله ها قبل از تقسیم شدن در حجم تزریق بالاتر، شروع به تشکیل شانه هایی می کنند. بخش‌هایی از قله‌های تقسیم‌شده نیز می‌توانند با خروج ایزومرهای شاخه‌دار همپوشانی داشته باشند که بر توانایی شناسایی و اندازه‌گیری آن‌ها تأثیر منفی می‌گذارد (کروماتوگرافی‌های حالت جریان از طریق در شکل‌های 6 و 7). در صورت تزریق خوراک، این اثر مشاهده نمی شود. بنابراین، ایزومرهای شاخه ای بدون مشکل شناسایی و اندازه گیری می شوند.
در مورد تزریق جریان از طریق، نفوذ با حجم تزریق افزایش می یابد. این مورد به ویژه در مورد قطبی ترین آنالیت های خروجی اولیه، مانند PFBA (شکل 5)، غالب است، اما همچنین در مورد آنالیت های کم قطبی و خروجی دیرهنگام مانند PFOcDA (شکل 8) نیز وجود دارد. این امر با افزایش حجم تزریق در حالت تزریق جریان از طریق، تنها منجر به افزایش بسیار محدودی در شدت قله و مساحت قله می شود. در حالت تزریق خوراک، تقریباً در همه موارد (به جز آنالیت های زودرس) همبستگی کاملاً خطی بین حجم تزریق و ارتفاع قله وجود دارد (شکل‌های 6 تا 8). با این حال، هیچ نفوذی مشاهده نمی شود و بنابراین، تزریق خوراک همبستگی خطی بین مساحت قله و حجم تزریق را برای همه آنالیت های مورد بررسی در اینجا، حتی تا حجم تزریق 40 میکرولیتر (جدول 1) فراهم می کند. به طور کلی، استفاده از حالت تزریق خوراک شکل قله و ارتفاع قله را بهبود می بخشد، در حالی که در حالت جریان از طریق کلاسیک، قله ها عریض تر، تقسیم شده و نفوذپذیر می شوند.
توضیح پهن شدگی قله در ترکیبات اولیه
یکی از توضیح های احتمالی برای پهن شدن قله در ترکیبات اولیه، عوامل حفظ است که در یک آزمایش ایزوکراتیک با 10٪ فاز متحرک B تعیین می شود. این مقدار با ترکیب ح فازهای متحرک B در هنگام تزریق برابر است. در عوامل حفظ بسیار بالا (> 20)، آنالیت ها هنگام ورود به ستون به دام می افتند و تنها زمانی که نسبت فاز متحرک B افزایش می یابد، شسته می شوند. بنابراین، قله های تیز مشاهده می شوند. با کاهش عوامل حفظ، این اثر کاهش یافته و پهن شدن قله افزایش می یابد.
در مورد تزریق خوراک، همبستگی مساحت قله در مقابل حجم تزریق کاملاً خطی است و حساسیت بهتر از تزریق جریان از طریق به دست می آید. تنها در عوامل حفظ پایین (< 5)، مانند PFBA، تزریق خوراک با حجم تزریق بالا ممکن است به اندازه ترکیبات با زمان ماندگاری بیشتر، مفید نباشد.
مقدار معمول خطی بودن مساحت قله برای تزریق خوراک ≥ 0.99 بود، در حالی که برای تزریق جریان از طریق ≥ 0.9 بود (جدول 1). انحراف معیار نسبی مساحت قله (RSD) به طور معمول برای 40 میکرولیتر با تزریق خوراک در محدوده 0.24 تا 1.31 و برای تزریق جریان از طریق 0.37 تا 6.70 بود. با مقایسه تزریق جریان از طریق و تزریق خوراک، افزایش ارتفاع قله به طور معمول برای حجم تزریق 40 میکرولیتر 2.1 تا 3.7 بود و حتی زمانی که تزریق خوراک 40 میکرولیتر با حجم تزریق 5 میکرولیتر در تزریق جریان از طریق که قابل استفاده تر است مقایسه شود، بیشتر نیز می شود (3.2 تا 10.9).
استفاده از استونیتریل به عنوان حلال نمونه
هنگام استفاده از غلظت بالایی از استونیتریل در حلال نمونه، نتایج مشابهی به دست می‌آید. به دلیل قدرت شویش قوی‌تر استونیتریل نسبت به متانول در کاربردهای کروماتوگرافی مایع فاز معکوس، پهن شدن بیشتر قله‌های PFASهای با زمان ماندگاری زودتر مشاهده می‌شود. با این حال، استفاده از تزریق خوراک در این مورد همچنان به همان اندازه مفید است، به ویژه به دلیل اینکه اعوجاج قله ناشی از اثرات حلال بیشتر است.
در تزریق جریان از طریق 2.5 میکرولیتری، عملکرد خوبی با تنها یک شانه کوچک اما بدون مشکل در مورد PFBA مشاهده می‌شود . افزایش حجم تزریق به 5 میکرولیتر به دلیل قدرت شویش بالای استونیتریل، در حال حاضر باعث اعوجاج و شکاف قابل توجه قله برای آنالیت‌های قطبی بالا و شانه‌هایی در مورد آنالیت‌های قطبی متوسط می‌شود .
با استفاده از تزریق خوراک، هیچ تاثیر منفی بر شکل قله برای حجم‌های تزریق مشابه تزریق جریان از طریق مشاهده نشد . در حالت تزریق خوراک، حتی حجم‌های تزریق تا 40 میکرولیتر بدون هیچ نفوذی امکان‌پذیر است . پهن شدن قله‌های قطبی‌ترین آنالیت‌ها نسبت به نمونه‌های حل شده در متانول کمی بیشتر است.
