MS systeem

Rijkswaterstaat Rijksinstituut voor Integraal Zoetwaterbeheer en Afvalwaterbehandeling (RIZA)

Acetonitril versus Methanol als eluens in een LC-APCI-MS/MS systeem

Werkdocument 98.081 X Afstudeerscriptie Jordan Tiesnitsch Noordelijke Hogeschool Leeuwarden HLO-Chemisch, algemene richting

Massaspectrometrie Vervangen van Acetonitril door Methanol als eluens in een LC-APCI-MS/MS systeem

Naam

Jordan Tiesnitsch

Studierichting

:

HLO, Algemene chemie

Onderwijsinstelling :

Noordelijke Hogeschool Leeuwarden Sector techniek Afdeling HLO-LPT

Afstudeer-instelling :

Rijksinstituut voor Integraal Zoetwate Afvalwater behandeling (RIZA)

Afdeling

:

Informatie en Meettechnologie, Lab( Organische analyse (IMLO)

Locatie

:

Lelystad

Begeleiding

:

Ing. Rene Geerdink

Periode

:

augustus 1997-juni 1998

W.fi.

De inhoud van dit werkdocument hoeft niet noodzakelijkerwiis in overeenstemming te zijn met de visie van het Ministerie van Verkeer en Waterstaat

Voorwoord Deze afstudeerscriptie is tot stand gekomen na een experimenteel onderzoek van acht maanden op de afdeling Informatie en Meettechnologie, Laboratorium voor Organische analyse (IMLO) bij het Rijksinstituut voor Integraal Zoetwaterbeheer en Afvalwaterbehandeling (RIZA) in Lelystad. Dit instituut geeft advies over inrichting en beheer van de Nederlandse zoete wateren en verzamelt daartoe informatie over de toestand van het water en doet onderzoek. De afstudeerperiode ging uit van de Noordelijke Hogeschool Leeuwarden, sector techniek, afdeling HLO-LPT en werd van daaruit begeleid door Dhr. J. Veerman. Graag wil ik Paul Frintrop bedanken voor zijn bereidwilligheid dit werk kritisch door te nemen en van commentaar te voorzien. In het bijzonder wil ik Rene Geerdink bedanken voor zijn hulp, begeleiding en prettige samenwerking tijdens de afstudeerperiode. Verder bedank ik alle medewerkers van de afdeling IMLO voor hun ondersteuning en collegialiteit.

Jordan Tiesnitsch

Voorpagina: Bovenste figuur is een massaspectrometer met een TSQ Onderste figuur geeft een APCI-ionisatiebron.

I SAMENVATTING

1

II ABSTRACT

3

III AFKORTINGEN EN TERMEN

5

1 INLEIDING

6

1.1 R.I.Z.A

6

1.2 ALGEMEEN 1.3 PROBLEEMSTELLING 1.4 DOELSTELLING

6 6 7

2THEORIE 2.1 MASSASPECTROMETRIE 2.2 WERKING QUADRUPOOL

2.2.7 2.2.2 2.2.3 2.2.4

De quadrupool Triple Stage Quadrupool Scanmodes RF-only Daughter mode

2.3 IONISATIE

2.3.1 Chemische Ionisatie 2.3.2 Atmospheric Pressure Chemical Ionization 3 EXPERIMENTEEL 3.1 3.2 3.3 3.4

3.5

APPARATUUR MEETOMSTANDIGHEDEN VAN MS ANALYSE MET ACN EN M E O H ALS MOBIELE FASE KEUZE PREKOLOM PRECONCENTRATIE MET PLRP-S EN M E O H

4 RESULTATEN EN DISCUSSIE 4.1 ANALYSE MET ACN EN M E O H ALS MOBIELE FASE 4.2 KEUZE PREKOLOM 4.3 PRECONCENTRATIE MET PLRP-S EN M E O H

4.3.7 Tweede pomp voor bijmengen water 4.3.2 Tweede pomp voor elutie van prekolom 4.4 AUTOMATISERING EN HERHAALBAARHEID METHODE

8 8 8

8 9 10 77 12

72 72 14 14 14 14 16

17 18 18 19

21 27 22 25

5 CONCLUSIES

27

6AANBEVELINGEN

28

7 REFERENTIES

29

8 BIJLAGEN

30

Afsludeeropdrachl Jordan Tiesnitsch

I Samenvatting Voor het analyseren van een groot aantal, zowel bekende als onbekende, polaire en semi-polaire componenten wordt bij het RIZA gebruik gemaakt van de combinatie vloeistofchromatografie (LC) en massaspectrometrie (MS). Hierbij wordt gebruik gemaakt van de RFD-mode (RadioFrequency only Daughter scan mode), terwijl de ionisatie plaatsvindt met APCI (Atmospheric Pressure Chemical Ionization). Als mobiele fase wordt er gebruik gemaakt van acetonitril (ACN). Een groot nadeel van ACN is dat voor veel stoffen geldt dat de ionisatie wordt onderdrukt. Hierdoor kunnen een groot aantal stoffen niet geanalyseerd worden. Door nu ACN te vervangen door methanol (MeOH) als mobiele fase, kan dit probleem grotendeels verholpen worden. MeOH heeft echter het nadeel dat stoffen die zijn geconcentreerd op een polymere prekolom, slecht desorberen. Een ander nadeel is de koppeling van de polymeer-prekolom met de C-18 analytische kolom. Er vindt piekverbreding plaats, wat zeer nadelig is voor de bepaling. In dit onderzoek is getracht om het systeem zo te wijzigen dat MeOH wel kan worden toegepast als eluens. Eerst is de ACN en MeOH invloed op de ionisatie onderzocht. Uit het vervangen van de ACN-mobiele fase door MeOH in een LC- MS systeem blijkt dat voor zowel de positieve als de negatieve ionisatie geldt dat de signaal/ruis verhouding voor bijna alle stoffen in de standaarden beter wordt. Bij de positieve ionisatie waren er een aantal stoffen (Lenacil, Diuron en Monolinuron) die een verbetering opleverden met een factor van 50-80. Het gaat hierbij om metingen waar geen gebruik is gemaakt van een preconcentratie maar van een loopinjectie. Vervolgens is er onderzocht welke prekolom/analytische kolom combinatie met methanol gradient de bestaande methode met ACN en PLRP-S prekolom kan vervangen. Bij de detectie is hierbij gebruik gemaakt van een LC-UV. Bij het testen van verschillende prekolommen is gebleken dat op basis van piekhoogte, piekbreedte en piekoppervlak, de prekolom "C-18, 8pm, high carbon, 10*3mm" het beste resultaat geeft Met deze C-18 prekolom is vervolgens onderzoek gedaan naar het doorbraakvolume van enkele stoffen op deze prekolom. Uit dit onderzoek is gebleken dat voor chloridazon geldt dat deze al doorbreekt bij een volume van 25 ml. Hieruit blijkt dat er geen oplossing gevonden kan worden door een andere prekolom te gebruiken. Vervolgens is er gekeken of er een andere, technische, oplossing mogelijk is. Dit is gedaan door een tweede pomp in het systeem te plaatsen. Deze pomp kan op twee manieren in het systeem geplaatst worden. Als eerste door de tweede pomp te gebruiken voor het bijvoegen van water na het elueren van de PLRP-S prekolom. Dit had als doel de stoffen opnieuw te preconcentreren op de analytische kolom. Dit levert echter geen verbetering van de piekvorm op. Een andere oplossing is door de tweede pomp te gebruiken als desorptiepomp. Na het desorberen met 100% MeOH wordt dan vervolgens via een T-stuk het mobiele fase-gradient bijgevoegd. Op deze manier komen alle componenten goed van de Afstudeeropdrachl Jordan Tiesnilsch

,

prekolom af en worden ook goed gereconcentreerd op de analytische kolom. De piekvorm was na de elutie vergelijkbaar met de oude situatie met ACN. Het meten onder deze omstandigheden is geautomatiseerd door gebruik te maken van een PROSPEKT. Vervolgens zijn er een aantal meetseries uitgevoerd, om de herhaalbaarheid met beide soorten eluens te bepalen. Uit deze resultaten blijkt dat voor de positieve ionisatie de spreiding, met MeOH als eluens, voor bijna alle componenten veel lager is dan met ACN als eluens. Voor MeOH ligt de spreiding tussen 2-7 % en voor ACN is dit tussen 3-22 %. Hieruit kan opgemaakt worden dat voor de positieve ionisatie geldt dat de herhaalbaarheid met MeOH beter is dan met ACN als eluens. Ook is dit vergelijk gemaakt voor de negatieve ionisatie. Uit deze metingen blijkt dat ook hier de spreiding kleiner is bij de metingen met MeOH (2-18 %) dan met ACN (3-35 %). Er zijn echter ook vier stoffen die een veel grotere spreiding geven met MeOH als eluens (>50 %). Het gaat hier dan om een groep stoffen die bij de "fenolen" horen. Een oorzaak van deze afwijkende resultaten is niet gevonden.

A/sludeeropdrachl Jordan Tiesnitsch

II Abstract The Radiofrequency only - Daughter scan mode (RFD-mode) of a triple quadrupole mass spectrometer is, in combination with liquid chromatography and APCI (Atmospheric Pressure Chemical Ionization) ionization (LC-APCI-MS/MS) a very useful mode to analyse a large number of known and unknown compounds. At RIZA the method is used to analyse polar and semi-polar compounds in surface water. By using a cut-off mass of m/z 70 and m/z 71 and alternating collision offset voltages of ±6 and ±20 V respectively, both molecular and fragment ions can be analysed in one analysis. Usually ACN is used as an eluent to analyse the compounds. A drawback of ACN is that the ionization will be suppressed for a lot of compounds. However, when MeOH is used instead of ACN as an eluent, most of the problem of the ionization is remediable. MeOH has a drawback that the pesticides which are concentrated on the solid-phase column, will not elute badly. This results in very broad peaks. To analyse polar and semi-polar compounds This means that another method with MeOH must be found. First, the effect of ACN and MeOH on the ionization is studied for the negative and the positive ionization mode. Using MeOH.the S/R ratio for all the compounds decreased. For some of the compounds (Lenacil, Diuron and Monolinuron) a gain in senitivity is reached of factor of 50 to 80. All these experiments are done with a loopinjection. Next another solid phase column was investigated which could replace the PLRP-S column. The solid phase column "C-18, 8pm, high carbon, 10*3mm" gave the best result. This column showed the best peak-height and peak-width. However the break through volume of this solid phase column, a volume of 25 ml was found for the compound chloridazon. This means that the replacement of the PLRP-S column is not a good solution for the problem. Another solution is to use a second pump in the system. De pump can be used in two ways. First the pump can be used to add water to the system after the desorption of the solid phase column. In this way the compounds should reconcentrate the compounds on the analytical column. However this did not happen. The second pump can also function as a desorption pump. After desorption of the solid phase column with 100% MeOH, the eluent has been added T-piece. In this way the compounds eluted very well from the solid phase column and are reconcentrated on the analytical column.

Afstudeeropdrachl Jordan Tiesnitsch

Automation is performed by using the PROSPEKT. A few series of standard solutions have been measured to calculate the standard deviation with both eluents. The standard deviation for the positive ionization for MeOH was 2-7% and for ACN 322%. For negative ionization and MeOH it was 2-18% en 3-35%. With negative ionization there were 4 compounds which gave a standard deviation >50% for MeOH. All these compounds were phenols. A reason for these deviating results is not found.


Ill Afkortingen en termen Acetonitril Atomaire massa eenheid Atmospheric Pressure Chemical Ionization Collision Induced Dissociation Chemische Ionisatie Collision OFFset Direct Current Environmental Protection Agency Afdeling Informatie en Meettechnologie Laboratorium voor Organische analyse Automatische injectiesysteem Marathon MeOH Methanol m/z massa-lading verhouding octapole Een achttal lenzen PRogrammable On-line Solid-Phase E(K)straction PROSPEKT Quadrupool 1, 2 of 3 Qn quan-massa's Quantificeringsmassa RadioFrequency only Daughter scan mode RFD-mode Rijksinstituut voor Integraal Zoetwaterbeheer en Afvalwater R.I.Z.A. behandeling SDU Solvent Delivery Unit Single Reaction Monitoring SRM Sample Preparation Program SSP Triple Stage Quadrupool TSQ

ACN amu APCI CID CI COFF DC EPA IMLO


1 INLEIDING 1.1 R.I.Z.A. Het R.I.Z.A. (Rijksinstituut voor Integraal Zoetwaterbeheer en Afvalwaterbehandeling) is opgericht in 1920. Het is onderdeel van Rijkswaterstaat en verantwoordelijk voor alle Rijkswateren; het Usselmeer en de grote rivieren. Om goed onderbouwde adviezen te geven verzamelt het informatie over de toestand van het water en er wordt onderzoek gedaan. De belangrijkste doelstelling van het RIZA luidt als volgt: "Het bevorderen van een maatschappelijk gewenste duurzame waterhuishouding van de binnenwateren, welke de zorg omvat van het op of in de bodem vrij aanwezige water, met het oog op de belangen die daarbij in het geding zijn". 1.2 Algemeen De hoofdafdeling Informatie en Meettechnologie (IM) heeft de verantwoording over het inwinnen en opslaan van gegevens over de grote Nederlandse binnenwateren, en het verwerken van deze gegevens tot relevante informatie, Ook wordt er voortdurend gewerkt aan de ontwikkeling van nieuwe meet- en bemonsteringsmethoden. De parameters, meetpunten en meetfrequenties moeten op een zodanige manier gekozen worden dat het een algemeen beeld geeft over de Nederlandse binnenwateren. Een onderdeel van de afdeling IM is de afdeling Informatie en Meettechnologie Laboratorium voor Organische analyse (IMLO). Op deze afdeling wordt o.a. gebruik gemaakt van Massaspectrometrie, dit voor zowel de koppeling met gaschromatografie (GC-MS) als met vloeistofchromatografie (LC-MS). Met GC-MS worden voornamelijk vluchtige en semi-vluchtige componenten geanalyseerd. Met LC-MS worden polaire en semi-polaire componenten geanalyseerd. De gemeten monsters worden bij deze methoden niet alleen vergeleken met de componenten die in de standaarden zitten, maar ook wordt er gekeken of de identiteit van onbekenden opgehelderd kan worden. Deze stoffen kunnen dan ook weer aan de standaarden toegevoegd worden. 1.3 Probleemstelling Bij de koppeling van LC met MS worden er polaire en semi-polaire stoffen geanalyseerd. Het gaat hier dan voornamelijk om pesticiden. De detectie van deze stoffen vindt plaats met de RF-only daughter scan mode (APCI-MS-MS). Als mobiele fase wordt er gebruik gemaakt van acetonitril (ACN). Het nadeel van ACN is dat voor veel stoffen geldt dat de ionisatie wordt onderdrukt. Hierdoor kunnen een groot aantal stoffen, waronder Diuron, niet geanalyseerd worden. Door nu ACN te vervangen door methanol (MeOH) als mobiele fase, kan dit probleem verholpen worden. Een nadeel met MeOH is de on-line koppeling van de polymeer-prekolom met de C-18 analytische kolom. De stoffen worden goed geconcentreerd op de prekolom, maar het desorberen hiervan levert een probleem op met MeOH. Hierdoor vindt er piekverbreding plaats, wat zeer nadelig is voor de bepaling. Afstudeeropdrachl Jordan Tiesnitsch

s

1.4 Doelstelling Onderzoeken of ACN door MeOH als mobiele fase kan worden ven/angen in een LCAPCI-MS-MS systeem. Dit is gedaan door op de volgende manier te werk te gaan: • Vaststellen of de methode met methanol gradient voor een betere S/R verhouding zorgt. Op deze manier moet er bevestigd worden of MeOH als mobiele fase voor betere ionisatie zorgt dan ACN. • Onderzoeken welke prekolom/analytische kolom combinatie met methanol gradient de bestaande methode kan vervangen. Bij de detectie is hierbij gebruik gemaakt van een LC-UV methode. • Onderzoeken of een technische aanpassing zou kunnen leiden tot een methode met een methanol gradient. • Vaststellen wat de betrouwbaarheid is van de nieuwe methode.


2 Theorie 2.1 Massaspectrometrie Massaspectrometrie is een techniek waarbij ionen gescheiden worden op grond van hun massa/lading verhouding. Voor 1970 bestonden massaspectrometers enkel uit een elektrische en/of magnetische sector. Door middel van electrische velden werden de ionen versneld en vervolgens werden ze ook weer afgebogen door een electrisch en/of een magnetisch veld. Doordat een ion met een grotere massa meer afgebogen wordt dan een ion met een kleinere massa, kan er op deze manier scheiding plaatsvinden. Op deze manier kunnen bijvoorbeeld isotopen van elkaar gescheiden worden op basis van hun massa/lading verhouding. Om de ionen te verkrijgen zijn er verschillende manieren om te ioniseren. Een aantal van deze methoden zijn: Elektron Impact (El), Veldionisatie (Fl), Velddesorptie (FD), Vonkionisatie (Spark source) en Chemische Ionisatie (CI). 2.2 Werking Quadrupool 2.2.1 De quadrupool Een quadrupool is opgebouwd uit vier hyperbolische staven die in een vierkant staan opgesteld. De staven die nu tegenover elkaar liggen zijn met elkaar verbonden d.m.v. een geleider. Het ene paar is positief geladen en het andere negatief. Het gaat hier in beide gevallen om een gelijkspanning. Ook wordt er over deze staven een wisselspanning aangelegd. Deze wisselspanning heeft een constante frequentie (1MHz) en een variabele amplitude (van 0 tot 6000 V). Omdat deze wisselspanning in het radiofrequentiebereik ligt wordt deze de RF-spanning genoemd. De gelijkspanning die over de staven staat varieert tussen de 0 en 500 V. De uiterste waarden van deze spanningen gelden voor een massabereik tot 2000 amu. Om nu vervolgens massascheiding te krijgen worden de spanningen voortdurend gevarieerd, terwijl de DC/RF spanningsverhouding constant blijft. Deze verhouding blijft altijd 0.168. Als nu de spanning RF wordt verhoogd, wordt de breuk kleiner en wordt het gebied waarin de ionen een stabiele baan binnen de quadrupool afleggen te groot. Hierdoor kunnen ionen met verschillende m/z-waarde tegelijkertijd gedetecteerd worden. Dit betekent dat de resolutie nu slechter is geworden. Als deze verhouding gelijk is aan nul, dus als DC nul is, worden alle ionen doorgelaten op de lichte na. In dit geval heeft de quadrupool de functie van een transmissiecel. In het geval dat de RF wordt verlaagd, en de breuk groter wordt, is er geen sprake meer van een stabiliteitsgebied en zullen de ionen zich voortijdig ontladen bij een van de staven van de quadrupool. De ionen die te licht zijn, ondervinden meer invloed van de wisselspanning en hebben hierdoor de neiging om voortijdig bij de positieve pool ontladen te worden. De te zware ionen zullen meer de baan van de gelijkspanning volgen en worden dus ontladen aan de negatieve quadrupool. De deeltjes die nu inmiddels neutraal zijn geworden, worden vervolgens afgezogen. De ionen die wel in de goede baan blijven, kunnen vervolgens gedetecteerd worden. Afstudeeropdrachl Jordan Tiesnitsch

o

Over de gehele quadrupool staat ook nog een bepaalde spanning (offset) t.o.v. de bron die ervoor zorgt dat de ionen de juiste kinetische energie meekrijgen om lang genoeg in de quadrupool aanwezig te zijn om op hun m/z verhouding te kunnen worden gefilterd. 2.2.2 Triple Stage Quadrupool De TSQ is een massaspectrometer met drie quadrupolen in serie geschakeld. Voor elke quadrupool geldt wat in paragraaf 2.2.1 is vermeld. Tussen de quadrupolen onderling zijn ook enkele verbanden aanwezig. In figuur 2.1 is een opstelling weergegeven van een LC in combinatie met de TSQ.

LC-APCI-MS/MS-opstelling

Preconcentratie via PROSPEKT

IIPLC/Analytische kolom Scheiding

UV-metcr 250 nm

lonisatichron APCI

Triple Stage Quadrupool

i A_JL Figuur 2.1: LC in combinatie

iLMS

IS

met APCI en TSQ

Zowel de eerste als de derde quadrupool kan dienen als massafilter of als transmissiecel. Indien de quadrupool als massafilter wordt gebruikt, wordt de RFspanning en de gelijkspanning (DC) op een bepaalde waarde ingesteld. Op deze manier worden ionen met een bepaalde m/z waarde doorgelaten. Als nu beide spanningen verhoogd worden dan worden er weer ionen doorgelaten met een andere m/z verhouding. Dit gaat op deze manier door tot aan het einde van de scan. Hierna worden de RF en DC spanningen tot nul teruggebracht en het proces weer opnieuw gestart. Indien er alleen een RF-spanning wordt aangelegd (RF-only), worden alle ionen boven een bepaalde massa (cutoff massa) gefocusseerd en doorgelaten. Van deze situatie wordt gebruik gemaakt bij de tweede quadrupool die bij de TSQ fungeert als botsingskamer. Door in deze tweede quadrupool een inert gas (Argon) toe te laten, kunnen de ionen door een of meerdere botsingen fragmenteren. Dit wordt ook wel Collision Induced Dissociation (CID) genoemd. Het aantal botsingen dat een ion zal maken is afhankelijk van de druk van het gas. Als er meerdere botsingen plaatsvinden, zullen er ook meer en dus ook kleinere fragmenten ontstaan. Een te hoge druk zal echter de ontstane fragmenten teveel afremmen, zodat deze de derde quadrupool niet zullen bereiken. De mate van Afstudeeropdrachl Jordan Tiesnitsch

fragmenteren is afhankelijk van de hoeveelheid kinetische energie die de primair gevormde ionen hebben. Deze kinetische energie van het ion wordt bepaald door het spanningsverschil (COFF: Collision OFFset) over de tweede quadrupool. De mate van fragmentatie kan dus op deze manier ook bepaald worden door een geschikte keuze van het spanningsverschil. De focusserende werking van de RF-only quadrupool is zodanig, dat bij goede instellingen maar weinig ionen verloren zullen gaan. Door nu een gelijkspanning aan de RF-wisselspanning toe te voegen, worden alleen de ionen van een m/z doorgelaten. De overige ionen botsen tegen een van de vier staven van de quadrupool en worden ontladen en vervolgens afgezogen. De quadrupool werk nu als een massafilter. 2.2.3 Scanmodes De meest gangbare scanmodes bij de TSQ en de RFD-mode, zijn in figuur 2.2 weergegeven. Bij deze scanmodes wordt onderscheid gemaakt tussen een of twee scannende quadrupolen. lien massa filter

Q2

Ql

Q3

Q3/MS

RFD-mode

Twee massa filters D A I -mode

SRM-mode

* -^s. ^S

Figuur 2.2: Scanmodes bij de TSQ

In Q3/MS worden alle ionen doorgelaten in de quadrupolen Q1 en Q2. Q3 heeft als functie dat het de scannende quadrupool is. De RFD-mode is ook een full scan-mode en werkt vrijwel op de zelfde wijze als Q3/MS. Het belangrijkste verschil is dat in Q2 een botsingsgas aanwezig is waarbij de ionen bij verschillende botsingsenergieen kunnen fragmenteren. Afstudeeropdrachl Jordan Tiesnitsch

10

Tevens wordt er een cutoff-massa ingesteld waaronder geen ionen worden doorgelaten. In Q3 worden de ionen en/of fragmenten gescand. Met de DAU-mode kan veel selectiever worden gemeten omdat gebruik wordt gemaakt van twee massafilters. In Q1 wordt een ion geselecteerd. Na fragmentatie van dit ion in Q2 worden alle fragment-ionen gescand in Q3. Bij de hiervan afgeleide SRM-scanmode worden slechts een beperkt aantal ionen in Q3 geselecteerd. Per tijdseenheid kan er langer "gekeken" worden naar een ion, zodat deze methode relatief gevoeliger is. Met de LC-MS/MS methode streeft men er naar alle componenten die van de LCkolom komen te meten. Met de DAU- of SRM-methode is dit niet mogelijk. Deze methoden zijn alleen geschikt voor Target-Compound analyses waar gericht naar een beperkt aantal verbindingen onderzoek wordt gedaan. Alle componenten die buiten dit venster vallen, dus ook onbekende stoffen , worden niet gemeten. Om een zo volledig mogelijk beeld te krijgen van het monster zijn de Q3MS- en de RF-only Daughter mode (RFD) wel geschikt. De Q3MS-mode is echter weinig specifiek. Er bevindt zich geen gas in de botsingscel wat in feite hetzelfde resultaat oplevert als een enkelvoudige MS-systeem met alleen informatie over het molecuulgewicht. 2.2.4 RF-only Daughter mode Door het toelaten van argongas in de botsingscel en met Q3 als massafilter, is de RFD (RF-only Daughter mode) geschikt om tegelijkertijd de oorspronkelijke (parent-ionen) en de gevormde ionen (produktionen) te meten. In figuur 2.3 is een schematisch weergave gegeven van de RFD-scanmode.

Selectie ionen boven massa

Quadrupool

1 Cutoff massa m/z 70 •• m/z 71 ••

Botsingscel

Massafilter

Quadrupool 2

Quadrupool 3

Collision offset ••• + 20 V •'• + 6 V

Scan range m/z 20-700 scan time 1 s

Figuur 2.3: Schematische weergave van de RF-only Daughter scanmode

Clusterionen met het eluens (bv acetonitril+NH4* = m/z 59) kunnen voor interferenties zorgen tijdens de analyse. Om te voorkomen dat deze clusterionen het systeem Afstudeeropdrachl Jordan Tiesnitsch

II

binnen gaan, wordt een cutoff-massa ingesteld. Dit is een RF-spanning met een bepaalde amplitude, waarbij theoretisch alle ionen met een m/z gelijk of groter aan de ingestelde cutoff-massa (hier m/z 70 en 71) door de RF-quadrupool worden getransporteerd. Om tot een voldoende zekere identificatie te komen moeten minstens vijf karakteristieke ionen aanwezig zijn waaronder het moleculair ion (volgens de US Environmental Protection Agency (EPA)). Bij de RFD-mode wordt daarom over de botsingscel, waar argon aanwezig is, alternerend een spanning van ±6 V en ±20 V aangelegd. Bij een spanning van ±6 V treedt er een zachte botsing op waardoor het betreffende molecuul weinig of niet fragmenteert en het moleculair ion behouden blijft. Bij een botsingsspanning van ±20 V is er sprake van een harde botsing, waarbij het molecuul uiteen valt in fragmenten. In de derde quadrupool worden nu de molecuulionen en fragmenten afkomstig uit de botsingscel gescand over een massabereik van 20 tot 700 met een scantijd van een seconde. 2.3 Ionisatie 2.3.1 Chemische Ionisatie Bij de massaspectrometrische analyse heeft men vaak te maken met het verschijnsel dat van bepaalde organische verbindingen het moleculair-ion weinig intensiteit heeft of zelfs helemaal afwezig is. Dit wordt veroorzaakt doordat er zeer veel kinetische energie aanwezig is, het ion valt hierdoor direct uiteen. Door het toepassen van chemische ionisatie is het vaak wel mogelijk om ionen te verkrijgen die representatief zijn voor het gehele molecuul. Het is namelijk een zachte ionisatie-techniek. Bij chemische ionisatie worden de ionen gevormd doordat de moleculen van een stof reageren met de ionen die afkomstig zijn van een reactiegas. Veel gebruikte reactiegassen zijn: methaan, isobutaan, ammoniak of stikstof. Dit reactiegas wordt ingelaten in de reactiekamer onder een bepaalde druk. Bij de TSQ is dit ongeveer 2-8 mTorr. Wanneer er nu een elektronenstroom door de ionisatiekamer wordt gestuurd zullen er in eerste instantie alleen ionen van het reactiegas worden gevormd. Deze ionen reageren vervolgens opnieuw met de primaire moleculen van het reactiegas. De ionen die hierbij worden gevormd kunnen op hun beurt weer reageren met molekulen van het monster, waarbij een proton wordt overgedragen. Karakteristiek voor CI is de [M+H]*-piek die ontstaat. Behalve de [M+H]*-piek zijn er bij de CI vaak ook nog adduct-ionen te zien. Deze ionen zijn afkomstig van andere deeltjes die bij de ion-molekuul reactie in de bron gevormd zijn. Zo ontstaat bijvoorbeeld bij de toepassing van ammoniak het adduct-ion [M+NHJ*. Deze adduct-ionen kunnen eveneens worden gebruikt om de moleculaire massa van een verbinding te bepalen. 2.3.2 Atmospheric Pressure Chemical Ionization APCI is een zachte ionisatietechniek die plaats vindt onder atmosferische druk (figuur 2.4). Als reactiegas wordt er gebruik gemaakt van stikstof. Dit gas wordt de Afstudeeropdrachl Jordan Tiesnitsch

, -y

ionisatiekamer binnengebracht. Doordat er over de Corona naald een hoge potentiaal heeft, gaat het stikstof door ontlading ionen vormen. Deze ontlading vindt in twee stappen plaats. Primaire Ion formatie N2 + e" => N2* + 2e Secundaire Ion formatie N2+ + N2 => N4* H 2 0 + H 2 0 => H 3 0* + OH Vervolgens komt het monster het interface binnen en wordt meteen verneveld en verdampt. De molekulen die nu over zijn gebleven reageren vervolgens met de ionen die uit het reactiegas zijn ontstaan waardoor er protonoverdracht plaatsvindt. Ook kunnen hierbij enkele adduct ionen ontstaan. Dit is hieronder weergegeven. Adduct ion formatie H30+ + M => [M+H]* + H 2 0 H 3 0 + + M => [M+H 3 Or De ionen die nu zijn ontstaan worden getransporteerd door een verwarmd capillair en komen bij de skimmer. Deze vangt een deel van het overtollige reactiegas weg. De tube lens zorgt ervoor dat de geladen ionen gefocusseerd worden, en zo door de skimmer kunnen gaan. Shcat Gas

Tube lens

Skimmer

\ulnhfsferisch

naar MS htnig vutuum

Monster (Auxiliary gas) corona needle (wordt niet gebruikt) Figuur 2.4: De

Capillary

Octapolc

APCI-bron

Vervolgens worden de ionen door een octapole opnieuw gefocusseerd en gaan daarna de massaspectrometer (TSQ) binnen.


13

3 Experimented 3.1 Apparatuur Triple Stage Quadrupool APCI-interface Computerbesturing TSQ Marathon injectie-systeem 500ul Gradientpomp (bij loopinjectie's) Gradientpomp (UV-metingen) Gradientpomp (bij PROSPEKT) Desorptiepomp (afspoelen prekolom) Uitwerkstation (UV-metingen) UV-meter PROSPEKT, SDU Filtratie-unit Degasser Analytische kolom

: : : :

Finnigan MAT, TSQ 700 Finnigan MAT DECstation 5000/33 Spark Holland

: Waters 600E : Separations Model 480 : Milton Roy CM4000 : LKB-Bromma2150 : Millenium Waters versie 2.12 : UV/VIS detector Philips PU4110 : Spark Holland :MiliporeXF16.047.05 : Separations GT-104 : 250 mm *4,6 mm ID Supelco LC-18-DB

3.2 Meetomstandigheden van MS De instellingen voor zowel de positieve als de negatieve ionisatie zijn weergegeven in bijlage 1. Veel van deze parameters worden via een analyseprocedure automatisch ingesteld. Alleen de druk van het SHEAT-gas moet voor de wisseling van positief naar negatief handmatig veranderd worden. (pos. 70 psi , neg. 40 psi). 3.3 Analyse met ACN en MeOH als mobiele fase Er gebruik gemaakt van 3 verschillende standaard-oplossingen. Dit betreft een oplossing voor de negatieve en 2 oplossingen voor de positieve ionisatie. Deze drie standaarden zijn gemeten met behulp van de analyse opstelling die schematisch weergegeven is in figuur 3.1. Loopinjectie via Marathon HPLC/Analytische kolom Scheiding

UV-meter 250 nm

Ionisatiebron APCI

<£

Tripple Stage Quadrupool

•

Figuur 3.1: Opstelling voor vergelijk ACN en MeOH als mobiele fase


14

De stoffen in deze 3 standaarden zijn weergegeven in tabel 3.1. Negatief

Positief 2

Positief 1

Chloridazon

fAED

Desisopropylatrazine

Bromacil

Desethylatrazine

Carbetamide

Fluroxypyr

Benzothiazole

Simazine

Bentazon

Metribuzin

Triethylcitraat

2,4-D D3

Lenacil

2 - (butoxyethoxy)ethy lacetaat

2,4-D

Malaoxon Metabenzthiazuron

Atrazine D5

MCPA DNOC

Chloortoluron

2,4-DP

Atrazine D5 DEET

MCPP 2,4,5-T

Diuron Tnadirnenol

Warfarin

Triadimefon

2,4-DB MCPB

Atrazine Isoproturon Monolinuron Propachloor Metazachloor Propazine Metolachloor

Diazinon

2,4,5-TP Dinoseb Dinoterp Pentachloorfenol Tabel 3.T: Standaardoplossingen negatieve en positieve ionisatie

De standaard is ge'i'njecteerd met een automatisch injectiesysteem (Marathon), met een loop van 500 pi bevat. Om de juiste concentratie te krijgen (t.o.v. 100 pi loop) zijn de 3 standaarden (1 mg/l) vooraf 5 maal verdund (0.2 mg/l). De analytische kolom die in dit onderzoek gebruikt is, is de Supelco-sil (25 cm, 4,6 mm, I.D. 5 pm, LC-18-DB). De detectie vindt plaats met de RF-only daughter scan mode (APCI-MS-MS). Voor het elueren is gebruik gemaakt van de gradient die is weergegeven in tabel 3.2. Tijd (min.) 0 55 60 65 67 77 100 101

% Eluens A

% Eluens B

% Eluens C

Flow (ml/min.)

100 5 5 5 100 100 100 100

0 95 0 0 0 0 0 0

0 0 95 95 0 0 0 0

0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.4 0.05

Tabel 3.2: Gradient voor vergelijk ACN en MeOH als mobiele fase


15

De verschillende mobiele fase samenstellingen zijn weergegeven in tabel 3.3. Soort meting Neg. ACN Pos. ACN Neg. MeOH Pos. M e O H

5 3 5 3 5 3 5 3

Mobiele fase A % ACN ml/1 Azijnzuur % ACN ml/1 Mierezuur % MeOH ml/I Azijnzuur % MeOH ml/I Mierezuur

Mobiele fase B 100 % ACN 3 ml/l Azijnzuur 100 % ACN 3 ml/l Mierezuur 100 % MeOH 3 ml/l Azijnzuur 100 % M e O H 3 ml/l Mierezuur

Mobiele fase C 100 % ACN 3 ml/l Azijnzuur 100 % ACN 3 ml/l Mierezuur 100 % ACN 3 ml/l Azijnzuur 100 % ACN 3 ml/l Mierezuur

Tabel 3.3: Samenstelling eluentia

Eluens C geldt voor een extra spoelstap bij de metingen met MeOH. Om het vergelijk zo goed mogelijk te maken, is er bij de metingen met ACN ook gebruik gemaakt van dit eluens. Hier is eluens B echter hetzelfde als eluens C. Elke standaard is in duplo geanalyseerd. 3.4 Keuze prekolom Er is gebruik gemaakt van een standaard-oplossing welke 4 componenten bevat. De componenten zijn representatief voor een grote groep componenten die routinematig met LC worden geanalyseerd. Deze 4 stoffen zijn: - Chloridazon - Simazine - Isoproturon - Dinoterb Er zijn metingen verricht door een loopinjectie van 75 pi van een 1 mg/l -oplossing te injecteren. Bij deze metingen is er geen gebruik gemaakt van een prekolom. Daarentegen zijn er ook metingen gedaan door 25 ml van een 3 pg/l -oplossing te preconcentreren over een aantal verschillende prekolommen. De prekolommen die in dit onderzoek zijn gebruikt zijn weergegeven in tabel 3.4. Prekolom 1 2 3 4 5

Omschrijving PLRP-S, 15-25 pm (10*2 mm) C-18, 8 pm, High Carbon, (10 * 2mm) C-18, 8 um, High Carbon, (10 * 3mm) Hysphere 2, C-18, 8 pm, (10 * 2mm) Hysphere 2, C-18, 8 pm, (10 * 3mm)

Tabel 3.4: Ceteste prekolommen


16

De verschillende analytische kolommen die in dit onderzoek zijn gebruikt zijn weergegeven in tabel 3.5. Analytische Eigenschappen kolom Supelco-sil 25,0 cm 4,6 mm 5pm Inert-sil ODS-3 25,0 cm 4,6 mm 5pm 15% C Tabel 3.5: Ceteste analytische kolommen

Er is gemeten met de volgende mobiele fase-gradient (tabel 3.6): Tijd (min.)

Eluens A %

Eluens B %

Flow (ml/min.)

0

100

0

1.0

55

5

95

1.0

60

5

0

1.0

65 67

5

0

1.0

100

0

1.0

100 100

0 0

1.0 04

0

0.05

77 100

101 100 Tabel 3.6: Mobiele fase-gradient

De metingen zijn verricht met een UV-detector, bij een golflengte van 250 nm. Vervolgens als het juiste pre-kolommetje gevonden is aan de hand van piekhoogte en piekbreedte, wordt hiervan het doorbraakvolume bepaald voor de 4 componenten die in de standaard aanwezig zijn. Dit wordt gedaan door 25, 50, 100, 200 en 400 ml standaard te preconcentreren er vervolgens te meten met de LC-UV methode. 3.5 Preconcentratie met PLRP-S en MeOH Om te beoordelen af de scheiding/piekvorm van de componenten beter/slechter wordt, wordt van een drietal componenten een aantal parameters bijgehouden. De componenten die hiervoor gebruikt zijn, zijn weergegeven in tabel 3.7. In deze tabel zijn de quan-massa's voor twee verschillende cutoff massa's weergegeven. Positieve ionisatie Stof Cutoff massa Cutoff massa 71 70 Desethylatrazine 188 146 179 Atrazine D5 221 296 Triadimenol 70 Tabel 3.7: Quan-massa's 3 componenten positieve ionisatie

Eerst zijn er metingen uitgevoerd waar met een loop werd gemjecteerd en vervolgens zijn de metingen geautomatiseerd m.b.v. de Marathon.


17

4 Resultaten en discussie 4.1 Analyse met ACN en MeOH als mobiele fase Om de beide mobiele fasen met elkaar te vergelijken zijn voor zowel de zachte als de harde botsing de piekhoogtes en de daarbij horende ruis van 3 standaard oplossingen in duplo bepaald. Dit zijn de oplossingen die ook bij de routinematige analyses worden gebruikt. Dit geldt voor zowel de metingen met ACN als met MeOH als mobiele fase. In bijlage 2a is een vergelijk gemaakt tussen de signaal/ruis-verhouding van de componenten met MeOH en ACN als mobiele fase voor de negatieve standaard. Uit de S/R-verhouding met MeOH uitgerekend t.o.v. ACN blijkt dat voor bijna alle componenten geldt dat MeOH als eluens een betere S/R-verhouding geeft dan met ACN. Dit geldt zowel voor de zachte als de harde botsing. Het gaat hierbij dan om een verbetering van een factor IV2-2. Echter, 4 van de 18 componenten geven een lagere verhouding, maar deze verhouding is voor al deze 4 stoffen >0.8. Voor drie van de vier stoffen geldt dit voor de harde botsing (cutoff massa 70). Deze vier stoffen hebben nog een goede S/R-verhouding (>1000). Dit betekent dat deze 4 componenten nog zeer nauwkeurig te meten zijn met MeOH als eluens. De meting wordt pas onnauwkeurig, wanneer de S/R-verhouding lager wordt dan 100 Voor de beide positieve standaarden zijn de S/R-waarden weergegeven in bijlage 2b en c. Ook hier is de S/R-verhouding met MeOH uitgerekend t.o.v. ACN. Uit de positieve standaarden blijkt dat een bepaalde groep stoffen, "Triazines", een beter resultaat geven met ACN als eluens dan met MeOH. Deze stoffen zijn een factor 2 a 3 beter, als wordt gekeken naar de S/R-verhouding. Wat opvalt is dat deze stoffen allemaal een zeer goede S/R-verhouding hebben en dus zeer gevoelig geanalyseerd kunnen worden. Met MeOH als eluens zal de gevoeligheid enigszins af nemen maar t.o.v. de andere componenten nog steeds vergelijkbaar tot beter zijn. Ook de stof N,N Diethyl-3-methyl benzamide (DEET) geeft met ACN een beter resultaat. Deze is een factor IV2 a 2 beter. Een aantal stoffen geeft een aanzienlijke verbetering met MeOH als eluens. Deze stoffen zijn: -» Benzothiazole (factor 20) •* Lenacil (factor 60) -»Diuron (factor 50) •* Carbetamide (factor 5) •* 2-(butoxyethoxy)ethylacetaat (factor 10) -»Monolinuron (factor 80) Overige stoffen geven een kleine verbetering met MeOH als eluens (een factor 2 a 4). Verder zijn er ook nog een aantal stoffen die een verbetering geven met de ene botsing en slechter worden met de andere botsingsenergie. De tabel waarin deze factoren vermeld staan is terug te vinden in bijlage 2b en c. In de kolom "gemiddelde S/R-verhouding ACN" valt op dat er een groot aantal stoffen zijn die een geringe S/R-verhouding hebben, d.w.z. <100. In de kolom van "MeOH" zijn deze waarden fors toegenomen. Het netto resultaat is dat nu alle stoffen betrouwbaar zijn te meten.


.g

ACN (Lenacil) •/z:l$)

•> da

of 69.S0> 70.SO . E-05 1.3M

100 60 -

toaO SO •

A

0 A—«—«

/~--

-

^.

' -*

MeOH (Lenacil)

a.(x;151 •> da

or 6 9 . 5 0 , 7 0 . 5 0 19-.06

100 -

1.01O

80 -

/ \ /

60 -

/

40

j

30 0

Figuur 4.1: Piekhoogte

\ \

v

verschil ACN en MEOH bij Lenacil

In figuur 4.1 zijn 2 chromatogrammen van Lenacil weergegeven waarin te zien is dat er met ACN veel meer ruis aanwezig is dan met MeOH als eluens. 4.2 Keuze prekolom Uit de vorige experimenten is gebleken dat het vervangen van ACN door MeOH als mobiele fase een duidelijk voordeel oplevert wat betreft de S/R-verhouding. Het gaat hierbij echter wel om een systeem waar geen prekolom in is opgenomen. Vervolgens zijn 5 prekolommen (zie 3.4) onderzocht in een combinatie met een analytische kolom en met MeOH of ACN als gradient. In figuur 4.2 is schematisch weergegeven op welke wijze er allemaal gemeten is. h-L-k<4.Hll

IVfcfanol

Supdco

•

Lry^cKt.ar

tafcMatii Figuur 4.2 Verschillende

metingen


I9

Hierbij zijn de volgende resultaten gevonden. Met methanol als eluens hebben alle 4 de stoffen, die representatief zijn voor een grote groep componenten die routinematig met LC worden geanalyseerd, een veel grotere retentie gekregen. Dit is een verschuiving van ongeveer 10 min. Deze verschuiving is te verklaren doordat ACN een grotere elutiesterkte heeft dan MeOH. Hierdoor worden de pieken zowel lager als breder met MeOH als mobiele fase. Het oppervlak van de pieken blijft bij beide mobiele fasen echter wel gelijk. Er is weinig verschil te constateren tussen de resultaten met een ODS-3 analytische kolom en de Supelco. De retentie van de componenten met de Supelco is wel iets korter (3 min.). De piekhoogte en de piekbreedte zijn voor beide analytische kolommen vergelijkbaar. Als methanol als mobiele fase gebruikt wordt dan is er een duidelijk verschil te zien tussen prekolom 1 (PLRP-S) en de rest van de prekolommen. Bij prekolom 1 worden de pieken veel breder en lager. Dit wordt veroorzaakt doordat deze prekolom bestaat uit een polymeer. Dit polymeer houdt de componenten veel beter vast dan het C-18 materiaal dat zich in de andere prekolommen bevindt. Doordat de MeOH de componenten er slechter afspoelt dan ACN worden de pieken "uitgesmeerd". Het verschil in piekvorm tussen een PLRP-S en een C-18 prekolom is weergegeven in bijlage 3. Uit de resultaten van piekhoogte en piekbreedte bij de verschillende prekolommen (bijlage 4a en b), blijkt dat prekolom 3 het beste resultaat geeft. Dit is de "C-18, 8pm, high carbon, 10*3mm". Met deze prekolom en de ODS-3 analytische kolom en methanol als mobiele fase is vervolgens het doorbraakvolume bepaald voor alle 4 de componenten in de standaard. Deze metingen zijn in een grafiek uitgezet en het lineair verband is hiervan bepaald. Dit is gedaan door het volume uit te zetten tegen de piekhoogte. Het punt waar de piekhoogte af begint te vlakken komt overeen met het doorbraakvolume (zie bijlage 5). De resultaten voor het doorbraakvolume zijn weergegeven in tabel 4.1. Pieknummer

Stof

Doorbraakvolume (ml)

1 2 3 4

Chloridazon Simazine Isoproturon Dinoterb

<25 100

>400 100

Tabel 4.1: Bepalen doorbraakvolume

Er zijn ook nog metingen gedaan door een loopinjectie te koppelen met een prekolom. Op deze manier komt al het monster in het systeem terecht. Op deze manier wordt er voorkomen dat er monster verloren gaat door het preconcentreren via de PROSPEKT. Uit deze experimenten bleek dat de gebruikte loop (75 pi) niet het juiste volume aangaf. Dit was te zien doordat deze metingen geen 100% opbrengst gaven terwijl dit wel het geval moest zijn. Toen de loop vervangen werd door een loop van 100 pi, kwamen de percentages van een gewone preconcentratie t.o.v. een pre-concentratie met loop-injectie wel dicht bij de 100% uit. Deze afwijking van de loop heeft verder geen consequenties gehad voor de keuze van prekolom en analytische kolom. Afstudeeropdrachl Jordan Tiesnitsch

20

Bij het onderzoeken welke prekolom/analytische kolom combinatie met methanol gradient bestaande methode met ACN kan vervangen is gebleken dat de prekolom (C-78, 8pm, high carbon, 10*3mm), de beste resultaten opleverde met MeOH als mobiele fase. De beide verschillende analytische kolommen leverde geen verschil op. Bij het bepalen van het doorbraakvolume van deze prekolom bleek dat de stof "chloridazon" al doorbrak bij een volume lager dan 25 ml. Dit maakt ook deze prekolom ongeschikt voor deze bepaling. Om deze reden is er toch gekozen voor de PLRP-S voorkolom en zal worden onderzocht of er hiermee een "technische" oplossing mogelijk is. 4.3 Preconcentratie met PLRP-S en MeOH Uit voorgaand onderzoek is gebleken dat methanol als eluens en PRLP-s als prekolom gebruikt moet worden. Er is tevens vastgesteld dat piekverbreding gaat optreden. Een technische oplossing zou dit kunnen verhelpen. Dit is gedaan door een tweede pomp in het systeem te plaatsen. 4.3.1 Tweede pomp voor bijmengen water Om het probleem met de piekverbreding te voorkomen is er gebruik gemaakt van een tweede pomp in het systeem. Er kan nu op verschillende manieren gemeten worden. De eerste opstelling waarop gemeten is, is hieronder schematisch weergegeven in figuur 4.3. waltr

Flow

e

prekolom PRLP-S

Massa spectrometer Analytische kolom

T-stuk

Figuur 4.3: Bijmengen water na desrptie prekolom met gradient

Er is met behulp van een injectiespuit 100 pi standaardoplossing gemjecteerd op een PLRP-S prekolom. Vervolgens is via een kraan de prekolom in het systeem geschakeld. De eerste pomp (gradientpomp) spoelt met een methanol-gradient de stoffen van de prekolom af. Hierna wordt via een T-stuk een constante flow HPLCwater toegevoegd. Er zijn op deze manier een aantal metingen verricht waarbij de flow van het bijgevoegde HPLC-water gevarieerd wordt en er wordt na de elutie wel/geen menging met glasparels uitgevoerd. De tweede pomp die in het systeem is geplaatst, welke ervoor zorgt dat na het afspoelen van de prekolom door het gradient er vervolgens HPLC-water bij-gemengd wordt, levert een zeer slechte piekvorm op. Om te beoordelen af de scheiding /piekvorm van de componenten beter/slechter wordt, wordt van een drietal componenten een aantal parameters bijgehouden. Het chromatogram dat hierbij verkregen is, is weergegeven in figuur 4.4. Afstudeeropdrachl Jordan Tiesnitsch

2\

De pieken worden heel erg uitgesmeerd. Ook het varieren van de flow van het HPLCwater en wanneer er menging plaats vindt door een kolom met glasparels levert geen betere resultaten op. CHRO:

18-rra-M

aaatplOM • / I : 7 0 •> da

Elapaa:

17:50

o l 6 9 . 5 0 > 70.SL 10.6 0:41

100 A.

Mill 1996

C-05 1.005

r

50 ' 0

i iiMfif-iriiin V r n l n i r n i / 1 : U 6 a> da

Ot 4 9 5 0 > 70,50 , . ««05 I.6J2

100 -

M 1/1:179 . . da

o l 69.50> 70.50 1160 41.lt l}414

ir»o 51:05

^M&P10C

1 / 1 : 1 . 8 a> da or 70.50> 71.50 069 11:49 ,1009

n

1.05 1.246

E.05 1.409

M B / l : 2 2 1 -> da

o l 70.50>

71.50

Figuur 4.4: Chromatogram bi/mengen water

Ook is er een meting gedaan om te kijken hoe het plaatje eruit ziet als er geen prekolom aanwezig is en als er geen bijmenging van water plaatsvindt. (bijlage 6). Uit deze eerste serie metingen blijkt dat het op deze manier schakelen van een tweede pomp in het systeem niet tot een goede oplossing zal leiden voor deze methode. 4.3.2 Tweede pomp voor elutie van prekolom De andere opstelling waarmee gemeten is, is weergegeven in figuur 4.5. Bij deze opstelling wordt de prekolom met een constante flow van 100% methanol in een korte tijd afgespoeld. Gelijktijdig wordt via een T-stuk het mobiele fase-gradient van methanol toegevoegd. Om deze metingen te automatiseren is er vervolgens gebruik gemaakt van de PROSPEKT, hierdoor kan de belading van de prekolommen automatisch gedaan worden. Om te beoordelen af de scheiding/piekvorm van de componenten beter/slechter wordt, wordt van een drietal componenten een aantal parameters bijgehouden. Afstudeeropdrachl Jordan Tiesnitsch

22

Menging m. h. v\ Analytische kolom glaspareh

PRWS prekitlom

\Ui.\\a

speclmmeteri l-yplilMUX

Belttdinf: via pntsjh'kl

Figuur 4.5: Na elutie prekolom met MeOH, bijvoegen MeOH gradient

Vervolgens zijn er metingen gedaan waar de prekolom geelueerd wordt met 100% methanol met een lage flow (0.05/0.1 ml/min). Hierna wordt het MeOH-gradient bij gevoegd via een T-stuk. Het varieren van de flow en het gradient leverde ook hier geen beter resultaat op. Om een beter resultaat te verkrijgen is er ook geprobeerd om een andere manier de vloeistoffen met elkaar te laten mengen, door er een ander T-stuk tussen te plaatsen, maar ook hier bleven de pieken zeer breed en er ontstonden dubbele pieken. Door vervolgens de aanvoer van de beide vloeistoffen naar het T-stuk te verwisselen ontstaat er al een beter resultaat. Dit is schematisch weergegeven in figuur 4.6. Dit betere resultaat komt doordat de beide vloeistofstromen zich op deze manier bij het samenkomen veel beter mengen. Dit wordt veroorzaakt omdat nu het gradient, met een "hoge" flow, bijgemengd wordt bij de 100% MeOH flow van de desorptiepomp, welke een "lage" flow heeft. Bij deze omstandigheden is alleen de eerste piek, desethylatrazine, nog aan de brede kant.

EERST

NV

Massa spectrometer

Gradient ^

MF.OIlJ

T-stuk

Massa spectrometer

T-stuk

Figuur 4.6: Verwisselen aanvoer naar T-stuk

Dit probleem is opgelost door de elutietijd van de prekolom in te korten van 5 naar 1 min. Hierdoor worden de componenten die vrij vroeg elueren beter door de analytische kolom gereconcentreerd. Ook is de leiding vanaf de desorptiepomp naar het T-stuk zo kort mogelijk gemaakt, waardoor er geen onnodig veel 100 % organisch oplosmiddel (MeOH) in de vloeistofstroom komt. Het plaatje dat bij deze situatie ontstaat is weergegeven in bijlage 7. Afstudeeropdrachl

Jordan

Tiesnitsch

23

De omstandigheden die het beste resultaat geven zijn: • 100 pi injecteren op prekolom. • Injectie door kraan over te halen en tegelijk desorptiepomp en gradientpomp starten. • Desorptiepomp: 1 min, 1 ml/min, 100% Me©H • Gradientpomp: Tijd (min.)

Eluens A %

Eluens C %

100

0

0

0.90

5

0 100

0

0.90

55

100 0

0

0.90

60

5

0

95

0.90

65

5

0

95

0.90

67

10

0

0

0.90

77

100

0

0

0.90

100

100

0

0

0.40

101

100

0

0

0.05

100% HPLC-water 100% MeOH 100% ACN

Positief Negatief

: Er wordt 3 ml/l Mierezuur aan het eluens toegevoegd. : Er wordt 3 ml/l Azijnzuur aan het eluens toegevoegd. 01-MJUI-99

aaa.rpi09i a/t:70 a> da

tlapaa:

of 69.50> 70..0

40:01

45:21 r

100 -j

E.06 2.101

50 -

1 / 1 : 1 4 6 a> d a o t 6 9 . 5 0 > 7 0 . 5 0 10:25

E.04 2.207

100 • 50 -

a/i:179 .> da

of 6 9 . 5 0 > 7 0 . 5 0 _ 1.06 1.917

100 -

JI a / l : 1 9 l . > da of 7 0 . 5 0 > 7 1 . 5 0 10:21

_ 1.06 5.400

100 -

H

Flow (ml/min.)

0

Eluens A Eluens B Eluens C

ciutO:

Eluens B %

J

l / j : 2 2 1 -> d a

o f 70.50> 7 1 . 5 0 _ E.04 4.264

100 • '0

•/I:!H

-> da

Of 7 0 . 5 0 >

71.5' _ E.M 1.748

100 • M -

mc 10:21

0 'i i i 25:00

15:21

i—i—r—i—i—i—i—r 29:10 13:20

"

17:10

07 1.5B5

19 5,7 :2A

41:40

45:50

In het gradient is een periode van 5 min. ingevoegd waar er alleen HPLC-water wordt gepompt. Deze periode is toegevoegd om ervoor te zorgen dat de 100% MeOH die van de desorptiepomp komt zodanig wordt verdund dat de componenten zich opnieuw preconcentreren v66r op de analytische kolom. Het chromatogram dat hierbij ontstaat is weergegeven in figuur 4.7. Onder deze omstandigheden zijn voor zowel standaard P1, P2 en N1 een duplo-meting uitgevoerd. Deze resultaten zijn vergeleken met de metingen waar alleen een loop-injectie gedaan is, zonder dat er een PLRP-S prekolom in het systeem aanwezig was. Als de S/R-verhouding van deze metingen nu met elkaar wordt vergeleken dan blijkt dat onder de nieuwe omstandigheden met

50:00

Figuur 4.7: Chromatogram PLRP-S en MeOH Afstudeeropdrachl Jordan Tiesnitsch

24

PLRP-S prekolom voor zowel de positieve als de negatieve standaarden geldt dat deze verhouding een factor 0.5 a 0.8 is (bijlage 8a,b,c). Dit lag ook wel in de verwachting, doordat de stoffen zich gaan hechten aan de prekolom. Hierdoor worden de pieken iets uitgesmeerd, waardoor het signaal van de componenten omlaag gaat. Door een tweede pomp in het systeem aan te brengen, die dienst doet om alleen de prekolom te elueren, kan MeOH in combinatie met een PLRP-S prekolom gebruikt worden. Nu zijn alle metingen nog verricht door 100 pi geconcentreerde standaard te injecteren op een prekolom. Dit kan echter ook geautomatiseerd worden door gebruik te maken van de PROSPEKT. 4.4 Automatisering en herhaalbaarheid methode Om het meten te automatiseren, is gebruik gemaakt van de PROSPEKT. Om dit mogelijk te maken moesten er wel enkele dingen veranderd worden aan de oorspronkelijke opstelling. De aansluitingen op de drie kranen van de PROSPEKT zijn veranderd, zodat de stap van het afspoelen van de prekolom ook via de PROSPEKT gaat. Hierdoor hoeft de desorptiepomp niet meer handmatig gestart te worden. Een schematische tekening van de drie kranen op de PROSPEKT is weergegeven in figuur 4.8. Het SPP-programma (Sample Preparation Program) dat gebruikt is voor het beladen/afspoelen van de prekolom, is weergegeven in bijlage 9. In dit SPP-programma staat dat de elutie-pomp 2 min. elueert met een flow van 1 ml/min.

Elutie pomp

WASH

sur KHA IN /

WASTE

A/M.4V.'

Figuur 4.8: Schakelschema kranen van PROSPEKT

Dit komt niet overeen met de vorige metingen, maar dit gaf onder deze omstandigheden betere resultaten. Dit komt waarschijnlijk doordat de leidingen een iets andere lengte of diameter hadden dan bij de vorige opstelling. Op deze wijze is het injecteren van het monster op de prekolom geautomatiseerd, en kan er een serie metingen achter elkaar door gemeten worden.


25

Vervolgens is voor zowel de positieve als voor de negatieve ionisatie een serie van 7 metingen verricht met de PROSPEKT aan dezelfde standaard. De RSD van deze meetserie is een maat voor de herhaalbaarheid van de bepaling. Deze 7-voudige metingen zijn verricht met zowel ACN als met MeOH als eluens. Van deze series is voor ieder apart een respons-file gemaakt. Aan de hand van deze respons-file kan het gemiddelde en de standaardafwijking van deze 7 metingen bepaald worden. De resultaten van deze metingen zijn weergegeven in bijlage 10. Uit deze resultaten blijkt dat voor de positieve ionisatie de spreiding, met MeOH als eluens, voor bijna alle componenten veel lager is dan met ACN als eluens. Voor MeOH ligt de spreiding tussen 2-7 % en voor ACN is dit tussen 3-22 %. Hieruit kan opgemaakt worden dat voor de positieve ionisatie geldt dat de herhaalbaarheid met MeOH beter is dan met ACN als eluens. Ook is dit vergelijk gemaakt voor de negatieve ionisatie. Uit deze metingen blijkt dat ook hier de spreiding kleiner is bij de metingen met MeOH (2-18 %) dan met ACN (3-35 %). Er zijn echter ook een viertal stoffen die een veel grotere spreiding geven met MeOH als eluens (>50 %). Het gaat hier dan om een groep stoffen die bij de "fenolen" horen. Deze vier stoffen zijn: •* DiNitroOrthoCresol (DNOC) -» Dinoseb -» Dinoterp -* Pentachloorfenol Bij de experimenten met een loopinjectie direct op de prekolom gaven deze componenten wel een goed resultaat. Dus moet er iets fout zijn gegaan bij het beladen of bij het elueren van de prekolom bij de PROSPEKT (zie aanbevelingen). Een oorzaak van deze afwijkende resultaten is niet gevonden.


yt.

5 Conclusies Er is een nieuwe LC-APCI-MS/MS-methode ontwikkeld waarin ACN is vervangen door MeOH. Uit de resultaten van de "gemiddelde S/R-verhouding ACN" valt op dat er een groot aantal stoffen zijn die een geringe S/R-verhouding hebben, d.w.z. <100. Met MeOH als eluens zijn deze waarden fors toegenomen. Het netto resultaat is dat nu alle stoffen betrouwbaar zijn te meten, waarbij voor enkele stoffen (triazinen) geldt dat er een geringe afname in S/R is met MeOH terwijl voor de andere stoffen een (forse) toename is geconstateerd. Vanuit hier is er gezocht naar een oplossing voor een andere prekolom/analytische kolom combinatie. Het vervangen van de PLRP-S voorkolom door een C18 voorkolom leverde een slecht resultaat op. De C18 (8pm, high carbon, 10*3mm) voldeed nog het beste maar gaf voor chloridazon al een doorbraakvolume kleiner dan 25 ml. De twee geteste analytische kolommen gaven hetzelfde resultaat. Het plaatsen van een tweede pomp in het systeem, welke wordt gebruikt voor met bijvoegen van water na het elueren van de PLRP-S prekolom levert geen verbetering van de piekvorm op. Door de tweede pomp in het systeem aan te brengen, die dienst doet om alleen de prekolom te elueren, kan MeOH in combinatie met een PLRP-S prekolom gebruikt worden. Uit het automatiseren van de metingen en het bepalen van de herhaalbaarheid blijkt dat voor de positieve ionisatie de spreiding, met MeOH als eluens, voor bijna alle componenten veel lager is dan met ACN als eluens. Hieruit kan opgemaakt worden dat voor de positieve ionisatie geldt dat de herhaalbaarheid met MeOH beter is dan met ACN als eluens. Uit de negatieve ionisatie blijkt dat ook hier de spreiding kleiner is bij de metingen met MeOH dan met ACN. Er zijn echter ook een viertal stoffen die een veel grotere spreiding geven met MeOH als eluens. Het gaat hier dan om een groep stoffen die bij de "fenolen" horen. Deze stoffen zijn: -» DiNitroOrthoCresol (DNOC) -* Dinoseb -» Dinoterp -* Pentachloorfenol Een oorzaak voor deze afwijkende resultaten is er niet gevonden.


jf

6 Aanbevelingen • Voor zowel de positieve als de negatieve ionisatie met MeOH als eluens geldt dat de methode nog geoptimaliseerd kan worden. Zo kan de gradient die wordt bijgevoegd nog aangepast worden zodat de pieken iets verder uit elkaar liggen. Dit geldt vooral voor de negatieve ionisatie, deze pieken liggen namelijk heel dicht bij elkaar. • Ook het afspoelen van de prekolom kan nog beter. Door exact te bepalen wanneer de stoffen van de prekolom afgespoeld zijn, kan de elutietijd misschien nog ingekort worden, zodat er minder 100% MeOH aan het gradient wordt toegevoegd. Dit zou tot smallere pieken kunnen leiden en dus ook een hoger signaal. •

Een andere mogelijkheid zou kunnen zijn dat er voor het afspoelen van de prekolom ACN gebruikt wordt i.p.v. MeOH. Hierdoor zouden de componenten in een smallere band van de prekolom af kunnen komen, zodat er minder piekverbreding optreed. Ook zou dit een oplossing kunnen zijn voor de "fenolen", die een zeer grote spreiding gaven met het meten met de PROSPEKT. Op deze manier wordt dan gebruik gemaakt van het beter elueren van de prekolom met ACN en het betere ioniseren met MeOH als eluens. Misschien kan er ook gezocht worden voor een combinatie van beide soorten eluens.


20

7 Referenties 1. Kienhuis, P. G. M., Sijpersma, A., Speuren naarsporen met LC/MS/MS.,LAB instrumenten, September 1995; biz 148-155. 2. Geerdink, R. B., in Optimization of instrumental parameters for Flow-Injection Analysis Thermospray tandem Mass Spectrometry, in Applications of LC/MS in Environmental Chemistry, Elsevier 1996, Editor Barcelo, D. 3. Finnigan MAT, TSQ70, Operator Manual, PIN 70001-97001. 4. Finnigan MAT, TSQ/SSQ 700 Series Systems., Operator manual, nr. 70001-97043, januari 1993. 5. Finnigan MAT, TSQ 7000 ESI/APCI Techniques, 1993. 6. Spark Holland, PROSPEKT Users Manual, Versie 2.1 a ., September 1993. 7. Attema, A. J., Tandem Massa Spectrometrie, Optimalisatie van enkele MS/MS parameters voor RF-only Daughter mode, werkdocument 96.125X, juni 1996. 8. Mud, A., Universele CI-CID Library, Standarisatie van spectra gegenereerd d.m.v. Chemische Ionisatie en Collision Induced Dissociation, werkdocument 97.001 X, januari 1997. 9. Kienhuis, P. G. M., Sijpersma, A., Geerdink, R. B., Confirmation of a Broad Range of Polar Pollutants in Surface Water by Liquid Chromatografie-Thermospray-Tandem Mass Spectrometry, Analytical Methods and Instrumentations,2/5 1995, biz 236246.


-jo

8 Bijlagen 1.

Instellingen massaspectrometer positief en negatief

2.

Vergelijk signaal/ruis-verhouding MeOH en ACN voor standaard N1, P1 en P2

3.

Vergelijk PLRP-S en C-18 prekolom met MeOH als eluens

4.

Vergelijk piekhoogte en piekbreedte met verschillende prekolommen

5.

Bepalen doorbraakvolume

6.

Chromatogrammen, loopinjectie zonder prekolom

7.

Verwisselen aanvoerleidingen op T-stuk

8.

Vergelijk S/R-verhouding met/zonder PLRP-S prekolom

9.

SPP-programma PROSPEKT

10.

Resultaten bepaling van herhaalbaarheid


™

Bijlage 1 : Instellingen massaspectrometer positief en negatief Positief NAME: I£APIPB llcAPIPb w r i t t e n 23 AUG 1996 by Paul K i e n h u i s IAPCI a n a l y s e i n RFD p o s node RIZA L e l y s t a d (Nil IDURDTC ACOU UV TRACE I S USER VARIABLE elgain 7;iinrwidth 40,-isinfarea 0,-zero =-3,-apion pos.-cdyn -20;cidon ; rfd 70 15 320 1 -7 msmsc=0,-e«ult O;valveoff;auxgas 0,-shgas 0 if *l;else,-*l=5;end;if %2;else;%2=57;end;cent shgas l;vaphtr 375;caphtr 180,-until rt>M;apause,-end corona 6;aresu*e ; valveon;e«ult 1900 PAGE rfswitch 3 Icrfp op 0 8 until rt>%2 Hl= r t valveon sn 71;coff -7 112= rt valveoff 3=10000'|SENS|59)*1| GO;STOP a SB 70;coff -23 a=10000*(SENS|59)»l) GO;STOP a END emult 0,'astop;go;stop;valveoff;doze 2;cidof£;apioff — PAGE PF6:SAVE PF8:RUN PF7:REST PF9:HLL

LINE SPF6:SAVE SPF8:RUN SPF7:REST SPF9:KILL

PF4 :EDIT/CMD PF14:ABORT PF11:CANCEL

Negatief NAME: Vi?:NB llcAPINb written 23 AUG 1996 by Paul Kienhuis IAPCI analyse in RFD neg node RIZA Lelystad (Nl) IDURINC ACC/1 UV TRACE IS USER VARIABLE elgain 7;«infwidth 40,-ninfarea 0,-zero =-3,-apion neg;cdyn 20,-rfd 70 30 400 1 8 msBsc:0;euult 0,-valveoff,-auxgas 0,-shgas 0,-cidon if %l;else;ll=5;end,-if 12;else;42=57;end;cent;apion vaphtr 400,-caphtr 180,-until rt>41;apause;end;corona 6 auxgas 0,-shgas l;aresiae;valveon,-eault 2100 PAGE rfswitch 3 Icrfp op 0 7 until rt>.2 IU= r t valveon sn 71;coff 8 l%2= rt valveoff a=10000'ISENS|59|.l) GO;STOP a SB 70,-coff 23 a=10000'(SENSI591*11 GO;STOPa END eaolt 0,-astop;go;stop,-valveoff;cidoff;apioff PAGE PF6:SAVE PF8:RUN PF7:R£ST PF9:KILL


LINE • SPF6:SAVE SPF8:RUN SPF7:REST SPF9:KILL

PF4 : EDIT/CMD PF14:ABORT PF11:CANCEL

31

Bijlage 2a : Vergelijk Signaal/Ruis-verhouding MeOH en ACN voor standaard N1 Gemiddelde S/R- verhouding Factor MeOH Stof

Cutoff massa Quan massa

MeOH

ACN

tov ACN

Chloridazon

71

220

983

446

2

Chloridazon

70

220

958

793

1

Bromacil

71

259

11280

3584

3

Bromacil

70

261

5221

4027

1

Fluroxypyr

71

253

1372

1236

1

Fluroxypyr

70

195

1028

1276

0.8

Bentazon

71

239

7895

7323

1

Bentazon

70

197

3370

921

4

2,4-D D3 ring

71

222

1787

691

3

2,4-D D3 ring

70

164

4698

2055

2

2,4-D

71

219

2560

1193

2

2,4-D

70

161

1809

1634

1

MCPA

71

199

3310

1201

3

MCPA

70

141

1223

1496

0.8

DNOC

71

197

6245

3156

2

DNOC

70

180

3468

1109

3

2,4-DP

71

233

1374

1460

0.9

2,4-DP

70

161

902

863

1

MCPP mecoprop

71

213

5960

1818

3

MCPP mecoprop

70

141

981

616

2

2,4,5-T

71

253

1411

972

1

2,4,5-T

70

195

1660

1317

1

Warfarin

71

307

9286

6975

1

Warfarin

70

250

2975

3719

0.8

2,4-DB

71

247

962

426

2

2,4-DB

70

161

1352

926

1

MCPB

71

227

529

300

2

MCPB

70

141

150

129

1

2,4,5-TP

71

267

1836

1233

1

2,4,5-TP

70

195

2273

2042

1

Dinoseb

2

71

239

7355

4862

Dinoseb

70

194

4498

3296

1

Dinoterp

71

239

8062

3003

3

Dinoterp

70

239

8732

5781

2

Pentachloorfenol

71

265

2572

1362

2

Pentachloorfenol

70

265

1178

983

1


32

Bijlage 2b/c : Vergelijk Signaal/Ruis-verhouding MeOH en ACN Standaard P1 Stof

Gemiddelde S/R- verhouding


Desethylatrazine Desethylatrazine

71 70 71 70 71 70 71 70 71 70 71 70 71

Benzothiazole Benzothiazole Metribuzin Metribuzin Lenacil Lenacil Metabenzthiazuron Metabenzthiazuron Chloortoluron Chloortoluron Atrazine D5 Atrazine D5 DEET DEET Diuron

188 146 136 136 215 215 235 153 222 165 213 72 221 179 192 119 233 72 46 296 70 294 197

70 71 70 71

Diuron DIURON Triadimenol Triadimenol Triadimefon Triadimefon

70 70 71 70 71 70

MeOH 2420 1707 739 1749 2825 784 2138 3977 1396 2921 2857 899 2677 1466 3398 2964 2115 735 136 2058 1482 3569 869

Standaard P2 Stof

Carbetamide Simazine Simazine Trlethylcitraat Triethylcitraat 2-(butoxyethoxy)ethylacetaat 2-(butoxyethoxy)ethylacetaat Atrazine D5 Atrazine D5 Atrazine Atrazine Isoproturon Isoproturon Monolinuron Monolinuron Propachloor Propachloor Metazachloor Metazachtoot Propazine Propazine


71

174

70 71 70 71 70 71 70 71 70 71 70 71 70 71 70 71 70 71

174 237 118 202 202 277 157

70 71 70 71 70

tov ACN

6389 5530 47 83 4415 1671 41 58 3394 6038 774

0.4 0.3 16 21 0.6 0.5 52 69 0.4 0.5 4 4 0.4 0.5 0.5 0.8 47 66 3 1 2 5 2

233 6540 3133 6963 3744 45 11 41 2011 617 749 444

Gemiddelde S/R- verhouding


Deslsopropylatrazine Desisopropylatrazine Carbetamlde

Factor MeOH

ACN

205 87 221 179 216 174 207 72 215 148 178 136 278 134 230 188

Factor MeOH

MeOH

ACN

tov ACN

3401 921 1704

5238 2851 297 67

0.6 0.3 6 7 0.6 0.2 3 3 8 48 0.4 0.6 0.5 1 0

463 4485 1311 2260 1596 929 1639 2704 2306 4469 2788 1759 1038 1079 497 926 257 2452 4180 5402 2565

7766 7293 677 472 120 34 7290 3598 8239 3220 6472 641 10 8 294 140 7369 3653 11517 6200

2 103 62 3.2 2 0.3 1.1 0.5 0.4

33

Bijlage 3 : Vergelijk PLRP-S en C-18 prekolom met MeOH als eluens

128.00 —

126.00 —

/(T)\ — \

124.00^

122.00 —

>

E

120.00 —

oT

118.00 —

116.00 —

114.00 —

112.00 — i

1 '

52 800

1

1

i

53 .000

•

•

1

1

'

1

53.200

1

53.400

i

1

53.600

Minuten

®

= PLRP-S prekolom

(2) = C-18 prekolom


34

Bijlage 4a : Vergelijk piekhoogte met verschillende prekolommen

prekolom loop 1 2 3 4 5

Hoogte piek Chloridazon Simazine Isoproturon Dinoterb 1 1 1 1 0,28 0,51 0 51 0,24 0.23 0.74 0,66 0,65 0.43 0.72 0.62 0.65 0,08 0,66 0,65 0.15 0,22 0,70 0,65 0,61

Bijlage 4b : Vergelijk piekbreedte met verschillende prekolommen Breedte piek prekolom Chloridazon Simazine Isoproturon Dinoterb loop 1 2 3 4 5

1,00 1,92 1,03 1,09 0,96 0,99

1.00 *** 1,12 1,14 1,10 1,10

1,00 1,20 0 99 0,99 0,99 0,99

1,00 1,99 0.98 0,98 0,94 0,99

= geen piek zichtbaar


35

Bijlage 5 : Bepalen doorbraakvolume Chloridazon

Simazine 25000 ® 20000 c? 15000

10000 a> 8000

J 10000 •£ 0

100

200

/ /

5000 0 0

300 400

Volume standaard (ml)

100

e g> o 5 ~ 100

200

300

400

Dinoterb

600000 500000 400000 300000 200000 100000 0 0

200


Isoproturon „, ro o 5 £

r~~~~~~

300

400


75000 62500 50000 37500 25000 12500 0

'

•f 0

100 200 300 400 Volume standaard (ml)

De opbrengst (recovery) moet groter zijn dan 70%


36

Bijlage 6 : Chromatogrammen, loopinjectie zonder prekolom

CHIiO:

aa»fpl051

18-rEB.-98

1/1:70 •>
Elapaa:

17.51

1180

o l 69.50> 70.5u 1659 17:05

, . 1.06 1.521

100 •

> / l : l < « •> da o r 6 9 . 5 0 > 7 0 . 5 0 »70 11:51

,_ E.06 1.191

100 -

a / l : 1 7 » . > da

of 69.50>

70.50 1140 60:56

100 •

0

> / I : 1 8 9 • > da o l 7 0 . 5 0 > 71.51 869 11:50

_ E.05 .907

A.

,_ E.06 1.072

100 -

1

-

0

artilJl

a> da

o l 70.50> 7 1 . S i 1119 11.06

E.0S 9.917

r

100 I " 0

a / z : 2 9 6 - > da

of 7 0 . 5 0 > 71.1-0

1657 • 7:01

,_ E.06 1.116

100 •

J Nig.

0 969 11:50

, 37:6.

1333

Mil

1657

•0ril2A41siOS

•'=••

1901 51:66

E'06 T9.700

r

Geen bijmengen HPLC-water, loopinjectie zonder prekolom Gebruikte gradient: Gradient MeOH Tijd(min-) Eluens A % Eluens B % Eluens C % 100 0 0 0 5 95 55 0 5 0 95 60 5 65 0 95 100 0 67 0 77 100 0 0 100 0 100 0 100 0 101 0

A/siudeeropdrachl Jordan Tiesnitsch

Flow (ml/min.) 080 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.40 0 05

37

Bijlage 7 : Verwisselen aanvoerleidingen op T-stuk CHIO:

aaatplOSS

20-7*8-98

Elaeaa:

47:59

1706

' 1 : 7 0 a> da of 69.50> 70.50 ,

100 -

1.05 7.156

10 1/1:146 .r da 29:07

of 69.50> 70.50

, E.05 6.119

100 sc •

•/Iil79

. , da of 69.50> 70.50

100 -

E.05 4.006

TA

so 1/1:168 - > da o f 70.50> 71.50 29:15

M

_ E.06 1.261

150

Afspoelen prekolom met 0.1 ml/min 100 % MeOH (1 min.)

a/11221 a> da of 70.50> 71.50 39:31

100 -

E.05 8.746

16119 i

50 a / i : 2 9 6 •> da

Na elueren gradient bijmengen.

of 70.50> 7 1 . i n 45:117 ,

ioo •

E.05 6.611

50 -

CHIO:

aaafpl091

Ol-KU-90

i / t : 7 0 • > da

Elapaa:

48:01

of 69.50> 7 0 . . 0 15:21

_ E.06 2.101

100 A

' 0

1 / 1 : 1 4 6 a> d a of 69.5Q> 7 0 , 6 0 10:25

_ E.06 2.207

100 50 •

NU

a / i : 1 7 9 . > da of 69.50> 70 50 , E.06 1.917

100 -

/fTriulifni^ i MF.OII , 1/1:189 . > da o f 70.50> 71.50 30:21 r

IN

^JtsorpticV I pomp J —

Massa

50 H

spectromete

•/l:221

. > da

of 7 0 . 5 0 > 7 1 . 5 0 E.06 1 264

T-stuk

• / i : 2 M •> da

of 70.50> 71.5'' - E.06 1.749

100 -

Afspoelen prekolom met 0.1 ml/min 100 % MeOH (1 min.) Na elueren gradient bijmengen. Eluens A = 100 % HPLC water Eluens B = 100 % MeOH Afstudeeropdrachl Jordan Tiesnitsch

E.06 5.400

50 -

10:21

0 -f i 25:00

i

i "i I i 29.10

i

35:21

i

i I r i 31:20

19:57 ' ' .1

• i I i 17:10

i

i

l I i 4|:40

Ei|J, f l i»J

i

i i i i 45:50

• i

38

i i1 50:00

Bijlage 8a : Vergelijk S/R-verhouding standaard N1, met/zonder PLRP-S prekolom gemiddelde S/R Stof

Cutoff massa Loopinjectie Loop +PLRP-S

Chloridazon

71

Chloridazon

70 71

factor PLRP-S tov LOOP

983 958

503 234

11280

4402

0.2 0.4

71

5221 1372

2390 405

0.5 0.3

1028 7895

333

0.3

Bentazon

70 71

Bentazon 2,4-D D3 ring

70 71

3370 1787

2880 1362 1105

0.4 0.4

2,4-D D3 ring 2,4-D

70

4698

71 70 71

2560 1809

70 71

1223 6245 3468

Bromacil Bromacil Fluroxypyr Fluroxypyr

2,4-D MCPA MCPA DNOC DNOC 2,4-DP

70

70 71 70

3310

2691 1267 5113 2220

0.5 0.8 1.0 0.8

1374

1499 1870 2032

2.1 0.3

872

0.9

799 1572 6517

0.6 0.9 0.7

1397

0.5

183 170 130

0.2 0.1 0.2

72

71

902 5960

MCPP 2,4,5-T

70 71

981 1411

2,4,5-T Warfarin

70 71

1660

Warfarin

70

2,4-DB

71

2,4-DB MCPB MCPB

70 71

Dinoseb Dinoseb

968

0.6 0.4 0.5

0.6 1.1

2,4-DP MCPP

2,4,5-TP 2,4,5-TP

2047 1221

0.5

9286 2975 962 1352 529

70 71

150 1836

70 71

2273

596 707

0.5 0.3 0.3

7355

7095

1.0

70

4498 8062

3012 7466

0.7 0.9

Dinoterp

71

Dinoterp Pentachloorfenol

70 71

8732

4477

0.5

2572

2848

1.1

Pentachloorfenol

70

1178

518

0.4


39

Bijlage 8b/c : Vergelijk S/R-verhouding met/zonder PLRP-S prekolom

Stof

Standaard P1 Cutoff massa

Desethylatrazine Desethylatrazine Benzothiazole Benzothiazole Metribuzin Metribuzin Lenacil Lenacil Metabenzthiazuron Metabenzthiazuron Chloortoluron Chloortoluron Atrazine D5 Atrazine D5 DEET DEET Diuron Diuron DIURON Triadimenol Triadimenol Triadimefon Triadimefon

Stof

71 70 71 70 71 70 71

gemiddelde S/R factor PLRP-S Loopinjectie Loop +PLRP-S tov Loop 2420 1707 739 1749 2825 784

2752 1794 1418 1276 2822 528 1328 2359 1182 1850 1308 524 1936 843

2138 3977 1396 2921 2857

70 71 70 71 70 71 70 71 70 71 70 70 71

899 2677 1466 3398 2964 2115 735 136 2058 1482 3569 869

70 71 70

1.1 1.1 1.9 0.7 1.0 0.7 0.6 0.6 0.8 0.6 O.S 0.6 0.7 0.6 1.2 0.6 0.5 0.8 1.5 0.5 0.4 0.7 0.4

4036 1641 1148 552 198 1105 581 2672 356

Standaard P2 gemiddelde S/R factor PLRP-S Cutoff massa Loopinjectie Loop +PLRP-S tov Loop

Desisopropylatrazine Desisopropylatrazine Carbetamide Carbetamide Simazine Simazine Tnethylcitraat Triethylcitraat 2-(butoxyethoxy)ethylacetaat 2-(butoxyethoxy)ethylacetaat Atrazine D5 Atrazine D5 Atrazine Atrazine Isoproturon Isoproturon Monolinuron Monolinuron Propachloor Propachloor Metazachloor Metazachloor Promazine Propazine


71 70 71 70 71

3401 921 1704 463 4485

70 71 70 71 70 71

1311 2260 1596 929 1639 2704 2306 4469 2788 1759 1038 1079 497 926 257 2452 4180 5402 2565

70 71 70 71 70 71 70 71 70 71 70 71 70

3092 455 981 306 3555 707 1138 883 608 1005 2446 1017 4772 2383 1451 679 1464 501 522 141 1328 2022 5486 2143

0.9 0.5 0.6 0.7 0.8 0.5 0.5 0.6 0.7 0.6 0.9 0.4 1.1 0.9 0.8 0.7 1.4 1.0 0.6 0.6 0.5 0.5 1.0 0.8

40

Bijlage 9 : SPP-programma van PROSPEKT Tijd 0:00:00 0:00:00 0:00:00 0:00:00 0:00:00 0:00:05 0:00:05 0:01:01 0:03:01 0:05:01 0:07:00 00700 0:07:00 0:10:00 0:15:00 0:15:02 0:35:00 0:35:00 0:35:59 0:36:00 0:36:00 0:36:02 0:36:02 0:36:03 0:37:00 0:37:00 0:38:03 0:39:00 1:40:00 1:40:05

Actie CC Valve 3 Valve 2 Valve 1 flow solvent flow Valve 2 solvent solvent Valve 2 cnlupnt

flow Valve 2 Aux3 Aux 3 solvent flow flow Aux 1 Aux 2 Aux 1 Aux 2 Valve 1 solvent flow Valve 3 flow Valve 1 End

Change prekolom OOOO

oooo PURGE 0 1 2 2 3

oooo 4

ACN

MeOH HPLC-water MONSTER

4 ON OFF 3 2 0 ON ON OFF OFF ELUTE 2 2

Stop voorgaande gradient HPLC-water

Start gradient + MS

0 PURGE


4I

Bijlage 10 : Resultaten bepaling van herhaalbaarheid Standaard Stof

RSD (%) P1 Cutoff massa MeOH ACN

Desethylatrazine Desethylatrazine Benzothiazole Benzothiazole Metribuzin Metribuzin

71 70 71 70 71

3 4 2 4 2

Lenacil Lenacil Metabenzthiazuron

70 71 70 71

3 4 4 4

Metabenzthiazuron Chloortoluron

70 71

Chloortoluron Atrazine D5 Atrazine D5 DEET DEET Diuron Diuron DIURON

70 71 70 71 70 71 70

7 2 4 0 0 2

70 71 70

Triadimenol Triadimenol Triadimefon

71 70

Triadimefon

Standaard Stof

4

5 3 7 3 3 7 6

6 4

Chloridazon Chlondazor

13 15 4

Bromacil Bromacil Fluroxypyr Fluroxypyr Bentazon Bentazon 2,4-D D3 ring 2,4-D D3 ring 2,4-D 2,4-D MCPA

5 14 12 6 5 11 14 0 0 4 3 11 22 10 5 7 9 8

RSD (%) P2 Cutoff massa MeOH ACN

Desisopropylatrazine Desisopropylatrazine Carbetamide Carbetamide Simazine Simazine Triethylcitraat Triethylcitraat 2-(butoxyethoxy)ethylacetaat 2-(butoxyethoxy)ethylacetaat Atrazine D5 Atrazine D5 Atrazine Atrazine Isoproturon Isoproturon Monolinuron Monolinuron Propachloor Propachloor Metazachloor Metazachloor Propazine Propazine


71 70 71 70 71 70 71

RSD (%) Standaard N1 ACN MeOH Cutoff massa Stof

MCPA DNOC DNOC 2,4-DP 2,4-DP MCPP MCPP 2,4,5-T 2,4,5-T Warfarin Warfarin 2,4-DB 2,4-DB

6 7 5 5 2 3

8 9 9 8 4 2

5 6 3 3

13 14

MCPB MCPB 2,4,5-TP 2,4,5-TP Dinoseb Dinoseb Dinoterp Dinoterp

8 10

Pentachloorfe Pfchtachloorfe

71 70 71

0 0

0 0 3

noi

70 71

3 3 2 6

70 71 70

70 71 70 71 70 71 70 71 70

3

4

5 6 3 3 2 3

71 70 71 70 71 70 71 70 71 70 71

'2 7 3 3 7 6 4 4

70 71 70 71 70 71 70 71

0 0 2 3 6 3 50 45 4 1 3 3 5 6 9

70 71

16

70 71 70 71

70 71 70 71 70 71 70 71 70 71 70

9 17 15 18 5 7 80 79 82 81 79 76

15 16 18 20 13 11 13 10 0 0 6 3 5 5 15 16 24 19 22 20 16 17 23 20 20 21 16 20 35 34 16 17 17 17 22 23

2 4

3 15 15 13 11 8 5 3 3

42

MS systeem

Recommend Documents