Bepaling van bisfenol A in drinkwater met de Wayeal LCMS-TQ9200 LCMS/MS

Bisfenol A (BPA), een chemische stof die veel wordt gebruikt bij de productie van polycarbonaatkunststoffen en epoxyharsen, is stilletjes aanwezig in tal van alledaagse voorwerpen—van mineraalwaterflessen en voeringen voor voedselblikjes tot winkelbonnen. Onderzoek heeft echter bevestigd dat dit materiaal, dat gemak met zich meebrengt, een potentiële hormoonontregelaar is, omdat de chemische structuur ervan vergelijkbaar is met die van menselijk oestrogeen. Langdurige of overmatige blootstelling kan de normale hormonale functies verstoren, wat potentiële risico's met zich meebrengt voor de ontwikkeling van kinderen, de reproductieve gezondheid en zelfs het metabolische systeem. Om de volksgezondheid en de milieuveiligheid te waarborgen zijn er wereldwijd strikte regelgevingskaders voor bisfenol A opgesteld. In China is de"Normen voor drinkwaterkwaliteit"(GB 5749-2022) bepaalt dat het gehalte ervan niet hoger mag zijn dan 0,01 mg/l, en er worden ook strenge limieten opgelegd aan materialen die in contact komen met levensmiddelen en andere relevante producten. Nauwkeurige bepaling van bisfenol A op deze sporenniveaus is de sleutel tot effectieve regulering.

In dit experiment werd het Wayeal LCMS-TQ9200 vloeistofchromatografie-tandem massaspectrometriesysteem gebruikt om het gehalte aan bisfenol A in drinkwater te bepalen. De experimentele resultaten toonden aan dat bij de systeemgeschiktheidstest de piekvorm bevredigend was en de lineariteit goed was, wat voldeed aan de eisen van het experiment. Voor de standaard werkoplossing van bisfenol A leverden zes opeenvolgende injecties een afwijking van de retentietijd op van minder dan 1% en een afwijking van het piekoppervlak van minder dan 5%, wat een goede herhaalbaarheid aantoont. De testresultaten voor alle monsters waren normaal. Alle bovenstaande gegevens voldoen aan de eisen voor de kwalitatieve en kwantitatieve detectiemethoden voor bisfenol A.

Trefwoorden:Vloeistofchromatografie-tandemmassaspectrometrie; bisfenol A; drinkwater; veiligheid van de waterkwaliteit.

1. Instrumenten en reagentia

1.1 LC-MS/MS-configuratielijst

Tabel 1. Instrumentconfiguratielijst

1.2 Lijst met reagentia en standaarden

Tabel 2. Lijst met reagentia en standaarden

1.3 Experimentele materialen en hulpapparatuur

Ultrasone reiniger;

Vortex-mixer;

Hogesnelheidscentrifuge.

2. Experimentmethode

2.1 Monstervoorbehandeling

Een vaste-fase-extractie (SPE)-patroon werd achtereenvolgens geconditioneerd met 5 ml methanol en 5 ml gezuiverd water. Vervolgens werd een watermonster van 100 ml door de SPE-patroon geleid met een stroomsnelheid van 3–5 ml/min. Nadat het laden was voltooid, werd het resterende vocht in de cartridge afgevoerd. De analyten werden in twee porties geëlueerd met 10 ml methanol, waarbij de stroomsnelheid van het eluens werd geregeld op ongeveer 1 druppel per 3 seconden. Het eluaat werd opgevangen in een glazen reageerbuis en onder een stroom stikstof in een stoomketel tot bijna droog ingedampt°C-waterbad. Het residu werd gereconstitueerd tot 1,0 ml met een 50% methanoloplossing, gemengd met een vortex en vervolgens gereed voor analyse.

Wanneer de concentratie bisfenol A in het watermonster hoog is, kan directe injectieanalyse worden toegepast.

2.2 Experimentomstandigheden

2.2.1 HPLC-omstandigheden

Chromatografische kolom: C18, 2.6μm, 2.1×100 mm;

Mobiele fase: Fase A: 0,1% ammoniumhydroxideoplossing; Fase B: methanol;

Stroomsnelheid: 0,3 ml/min;

Kolomtemperatuur: 40°C;

Injectievolume: 3 µl.

2.2.2 Massaspectrometeromstandigheden

Tabel 3. Massaspectrometrie-ionenbronparameters

3. Experimentresultaat

3.1 Test van systeemgeschiktheid

Uit de testresultaten van de systeemgeschiktheid bleek dat de doelpiek een goede piekvorm vertoonde zonder storende pieken in de omgeving, wat voldeed aan de experimentvereisten.

Fig. 1 Chromatogram van bisfenol A standaard werkoplossing (5ng/ml)

3.2 Lineair bereik

Een standaardoplossing van bisfenol A werd gebruikt om de ijkcurve stapsgewijs op te stellen met werkoplossingen met een gemiddelde concentratie. Het lineaire bereik van bisfenol A was 0,5–100ng/ml, met een R²groter dan 0,999, wat wijst op een goed lineair verband.

Tabel 4. Lineair bereik van bisfenol A

Fig 2. Standaard kalibratiecurve van bisfenol A

3.3 Detectielimiet en kwantificeringslimiet

Bij deze methode werden respectievelijk 0,2 ng/ml en 0,5 ng/ml gebruikt als detectielimiet (LOD) en kwantificatielimiet (LOQ) voor de bisfenol A-standaardoplossing. De overeenkomstige signaal-ruisverhoudingen waren 29,39 en 86,38, wat groter is dan respectievelijk 3 en 10, wat voldoet aan de gevoeligheidsvereisten van het experiment.

Tabel 5. Detectiegrenzen en kwantificeringsgrenzen voor de verbinding

Fig 3. Ionenstroomchromatogrammen van bisfenol A bij de LOD en LOQ

3.4 Precisietest

Er werden bisfenol A-oplossingen met drie concentratieniveaus (laag, gemiddeld en hoog) bereid. Elke oplossing werd zes keer achter elkaar geïnjecteerd om de afwijkingen in retentietijd en piekoppervlak te vergelijken. De resultaten worden weergegeven in de onderstaande tabel. De afwijking van de retentietijd van bisfenol A was minder dan 1% en de afwijking van het piekoppervlak was minder dan 5%, wat voldeed aan de vereisten van het experiment.

Tabel 6 Precisietest voor bisfenol A

Fig. 4 Chromatogrammen van bisfenol A-precisietest bij lage, gemiddelde en hoge concentraties (n=6)

3.5 Monstertest

Geschikte hoeveelheden in de handel verkrijgbaar gezuiverd water en gemeentelijk kraanwater werden afgenomen en getest volgens de hierboven beschreven voorbehandelingsmethode. Na monsterinjectie en analyse werd in geen van beide soorten water bisfenol A gedetecteerd.

Fig. 5. Chromatogram van bisfenol A in een in de handel verkrijgbaar monster van gezuiverd water

Fig. 6 Chromatogram van bisfenol A in een gemeentelijk leidingwatermonster

4. Conclusie

Deze methode maakt gebruik van het Wayeal LCMS-TQ9200 vloeistofchromatografie-tandem massaspectrometriesysteem voor de bepaling van het bisfenol A-gehalte in drinkwater.

De experimentgegevens tonen aan dat deze methode chromatografische pieken produceert met goede symmetrie en zonder staartvorming. De gevoeligheid voldoet aan de experimentele vereisten en de lineaire correlatiecoëfficiënt is groter dan 0,999. Voor zes opeenvolgende injecties was de afwijking van de retentietijd voor elke verbinding minder dan 1% en de afwijking van het piekoppervlak minder dan 5%, wat wijst op een goede nauwkeurigheid. Er werd geen bisfenol A gedetecteerd in het in de handel verkrijgbare gezuiverde water of in de gemeentelijke leidingwatermonsters.