水質對?LC-MS 分析痕量荷爾蒙的重要性
前言
隨著分析儀器靈敏度不斷提高，超痕量的物質也很容易被檢測出來，所以實驗人員也越來越重視試劑的純度。如果用含有痕量雜質的水做LC-MS流動相，或制備標樣和空白樣品，會導致錯誤的結果或者數據分析的困難。在很多國家，從環境中（也包括水路）檢測出醫藥產品的存在。飲用水中存在痕量荷爾蒙的報道也越來越多，而這一類化合物很難被傳統的水處理方法去除。
這也影響到了LC-MS級別純水，因為無論瓶裝或直接純化的LC-MS級別水都是由自來水制得。
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目的
本文的目的是研究無論自來水有沒有被痕量激素污染，制備 LC-MS 級別超純水的實驗室純水系統的適用性。
樣品制備和檢測方法樣品收集：
自來水：世界上多個國家自來水，包括西班牙、法國、芬蘭、中國和印度
超純水：來自世界多個國家實驗室純水系統制備的LC-MS級別超純水，包括西班牙、法國、芬蘭、中國和印度。
水樣在運輸及測試過程中必須使用硅酸鹽玻璃器皿。
水純化系統：
- 波蘭和印度： Milli-Q Integral with Millipak? final filter (EMD Millipore)
- 法國： Milli-Q? Integral with LC-Pak? final filter
- 中國和西班牙：Elix? and Milli-Q? Advantage with Millipak? final filter
水純化系統生產的超純水質量參數：
印度：TOC: 48 ppb, Resistivity: 18.2 MΩ·cm，25C 其他國家：TOC<5ppb, 電阻率18.2 MΩ·cm ，25C 樣品前處理：
使用SPE(LiChrolut? EN, EMD Millipore)或Phenomenex Strata? -X（用于西班牙樣品）
- SPE活化：5mL 甲醇(LiChrosolv? LC-MS, EMD Millipore)
- 上樣：15 mL/min，10 min 真空干燥
- 洗脫：3mL甲醇，蒸發至1mL
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材料和方法：
儀器
- LC-MS系統：HPLC：Agilent 1290
- MS：Agilent 6420 QQQ
- HPLC儀器參數：
- 色譜柱：Purospher? STAR RP-18 endcapped (2 μm) Hibar? HR 50-2.1 mm (EMD Millipore)
- 流速：0.5 mL/min
- 進樣量：樣品40 μL, 標樣10 μL
- 溶劑A：含有1%乙酸的Milli-Q?超純水
- 溶劑B：高純度乙*(LC-MS LiChrosolv?, EMD Millipore)
- 梯度（min, %B）：
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Time |
A% |
B% |
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4.MS 參數: Capillary 4000 V, Nebulizer 37 psi, Drying gas N2, 7.5 /min, 300o C; ESI+, MRM
水樣品中檢測出如下荷爾蒙：
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結果與討論：
從污水處理廠流出的水中檢測出低濃度（ng/L）荷爾蒙，這些水被直接排放至水路中，甚至被作為飲用水。如果自來水中存在痕量荷爾蒙，就要在超純水應用于激素類物質的檢測用于制備樣品和標樣，以及作為LC-MS流動相和空白之前，確保能夠被純水系統除去。
使用標準加入法可以檢測時9種不同的荷爾蒙。 荷爾蒙分析的方法檢出限（MDL）為12-36 pg/L。
使用LC-MS/MS檢測出（IDL）的荷爾蒙濃度（圖1、2和3）：
- Estradiol: 法國樣品 265.40 ng/L 西班牙樣品 297.92 ng/L
- Androsterone: 法國樣品 515 ng/L, 西班牙樣品1635 ng/L*西班牙樣品*( 可能樣品中存在荷爾蒙類似物使得檢測含量過高)
- Corticosterone: 中國樣品 14.91 ng/L
相對應的，在這些水樣對應的超純水樣品中并沒有檢測出荷爾蒙(MDL: 12-36 fg/L, IDL: 0.4-1.1 pg)
結果和討論：
圖1. 法國和西班牙自來水樣品中Estradiol 的LC-MS/MS結果（左圖）和Milli-Q?純水結果對比（右圖，標樣為1ppm的Estradiol）
圖2. 法國和西班牙自來水樣品中Androsterone 的LC-MS/MS結果（左圖）和Milli-Q?純水結果對比（右圖，標樣為1ppm的Androsterone）
圖3. 法國和西班牙自來水樣品中Corticosterone 的LC-MS/MS結果（左圖）和Milli-Q?純水結果對比（右圖，標樣為1ppm的Corticosterone）
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結論
- 自來水中可能含有痕量荷爾蒙。為了滿足實驗室應用要求，自來水要通過各種純化手段制備成超純水。
- 作為水純化系統的進水中如果可以檢測出荷爾蒙（或類似物），在超純水系統制備的純水中已檢測不出該類物質。
- 為LC-MS/MS實驗選擇合適的超純水資源可以確保得到高質量的數據。
- 可以依靠正確的安裝和良好的維護純水系統來滿足實驗室LC-MS/MS分析對超純水高質量的要求。
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