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Post on 17-Aug-2020
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Fortschritte in der Non‐Target‐Analytik
Abschlussveranstaltung der Verbundprojekte ASKURIS und IST4R
W lf S h lWolfgang Schulz
Zweckverband Landeswasserversorgung
Partner
Gli dGliederung
• Was ist Non‐Target‐Analytik?
• Welchen Vorteil haben wir?
• Was bringt die Zukunft?g
214.09.2015 Fortschritte in der Non‐Target‐Analytik W. Schulz
Strategie EinzelstoffanalyseStrategie Einzelstoffanalyse
LC‐QqQ‐MS
GC‐Q‐MS
Strategie EinzelstoffanalyseStrategie Einzelstoffanalyse
Ergebnis:Konzentration der TargetsKonzentration der Targets
benzo(a)pyrene
naphthalin sulfonic acid
DDT
acesulfam
DDT
Substanzvielfaltorg. Spurenstoffe
metformin
glyphosatecarbamazepine
sucralose
fluoxetine(PROZAC)
Target
Strategie Non‐Target‐ScreeningStrategie Non‐Target‐Screening
LC‐HRMSLC‐QqQ‐
MSGC‐HRMS
GC‐Q‐MS
Strategie Non Target ScreeningStrategie Non Target Screening
Ergebnis:
C5H12N2O3S
Substanzvielfaltorg. Spurenstoffe
Hochaufgelöste Massenspektrometrie (HRMS)(HRMS)
QTOF MassenQTOF Massen-analysator
Ionenquelle
OrbitrapOrbitrap
Massen-
514.09.2015 Fortschritte in der Non‐Target‐Analytik W. Schulz
analysator
kt Mexakte MasseXIC of +MRM (5 pairs): Period 2, 160.0/117.0 amu from Sample 69 (Boden P1 30-60) of 07-09-07_Chloridazon.wiff (Turbo Spray) Max. 6440.0 cps.
831 MRM (160 > 117)
5500
6000
64408.31
Metabolit B1
Ermittelte Masse: 160.0272 m/z
MRM (160 > 117)
O Cl
4000
4500
5000
Ermittelte Masse: 160.0272 m/z
N
N
NH2CH3
kt M 160 0272 /
3000
3500
4000
9.00 Isomer von Metabolit B1?
exakte Masse: 160.0272 m/z
1500
2000
2500
Ermittelte Masse: 160.0823 m/z
NH
O Cl
NH
CH
0
500
1000
9.70
9.508.02
N CH3
exakte Masse: 160.0272 m/z
6
8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0 14.5 15.0Time, min
0
14.09.2015 Fortschritte in der Non‐Target‐Analytik W. Schulz
N T t S iNon‐Target‐Screening
714.09.2015 Fortschritte in der Non‐Target‐Analytik W. Schulz
M R t ti it DiMasse‐Retentionszeit‐Diagramm
m/z
8
RT
14.09.2015 Fortschritte in der Non‐Target‐Analytik W. Schulz
Gli dGliederung
• Was ist Non‐Target‐Analytik?
Erkennen von bisher nicht beachteten Substanzen
• Welchen Vorteil haben wir?
• Was bringt die Zukunft?
914.09.2015 Fortschritte in der Non‐Target‐Analytik W. Schulz
Spurenstoffanalytik, h t hi h V f hchromatographische Verfahren
Wasserprobe
DerivatisierungFestphasenextraktion
Direktinjektion
GC-MS
(screening)
LC-HRMS (TOF, Orbitrap)
(screening)
GC‐MS (SIM)GC MS/MS
LC‐MS/MSLC HRMS
Spektrenvergleichüber Bibliotheken
Fullscan-Spektrum mit hoher Auflösung und exakter Masse
Target Analytik
(Q tifi i )
GC‐MS/MS LC‐HRMS
(Quantifizierung)
Non-Target workflowTarget Analytik
(Quantifizierung)Geregelter Bereich der LC‐MS Analytik( ) k k )
10
DIN 38407 F36 (2014‐09); PSM u. a. org. St.; Direktinjektion)E DIN 38407 F47; (Arzneimittelwirkstoffe u. a.; Direktinjektion und LC‐HRMS)
14.09.2015 Fortschritte in der Non‐Target‐Analytik W. Schulz
LC HRMS W kflLC‐HRMS Workflow
Hochauflösende MS Messung
Exakte Massen
suspecttarget
screening
nontarget
screening
Screening über Listen
EinzelprobeVergleich mehrerer Proben
Verifizierung
Clustering
(z.B. Fragmente, Isotope)
Summenformeln generieren
Datenbankabfrage (DAIOS,
ChemSpider)
PCA
11
Isotope) ChemSpider)
14.09.2015 Fortschritte in der Non‐Target‐Analytik W. Schulz
Oberflächenwasser‐Aufbereitung (OWA)Ablauf OWA – Zulauf OWA
Berlin Tegel
PEG
Oberflächenwasseraufbereitungsanlage RT
14.09.2015 Fortschritte in der Non‐Target‐Analytik W. Schulz
P b h ibProzessbeschreibung
Total number Inlet
Removed by process
Total number Inlet
601 79,5%Inlet
270 35,7%
Chemicals
Common compounds
331 43,8%
Process POWA 100%
155 20,5%Formed by processOutlet Formed by process
486 64,3%Total number Outlet
Outlet
14.09.2015 Fortschritte in der Non‐Target‐Analytik W. Schulz
Datenbank Konzept für dieN T t A l tikNon‐Target‐Analytik
1414.09.2015 Fortschritte in der Non‐Target‐Analytik W. Schulz
Datenbank Konzept für dieN T t A l tikNon‐Target‐Analytik
1514.09.2015 Fortschritte in der Non‐Target‐Analytik W. Schulz
Stoff-Ident Database Search with RTI-Calculation(Bavarian environmental Agency)Stoff-Ident Database Search with RTI-Calculation(Bavarian environmental Agency)(Bavarian environmental Agency)(Bavarian environmental Agency)
Hit of Valsartan formonoisotopic mass 435.2270
RTI standard RTI calculation for ALL compounds
ZweckverbandLandeswasserversorgung gefördert vom:
Untersuchung von Oberflächenwasseri i i ll V h iprinzipielle Vorgehensweise
1714.09.2015 Fortschritte in der Non‐Target‐Analytik W. Schulz
Untersuchung von Oberflächenwasser(D 2014)(Donau 2014)
Acebutolol
1814.09.2015 Fortschritte in der Non‐Target‐Analytik W. Schulz
DatenanalyseH tk t l (PCA)Hauptkomponentenanalyse (PCA)
PC1 PC2
X = T • P + εVariabeln (Masse@Retentionszeit) z.B. 2000Variabeln (Masse@Retentionszeit) z.B. 2000
30)
30) VariabelnVariabeln
0)0)
ben
(z.B
. 3b
en(z
.B. 3
en(z
.B. 3
en(z
.B. 3
DATA X
PCA loadings
Pro
bP
rob
Pro
be
Pro
be
scores
PC Principal Component 1, 2 ……p p ,
14.09.2015 Fortschritte in der Non‐Target‐Analytik W. Schulz
H tk t l (PCA)Hauptkomponentenanalyse (PCA)
2014.09.2015 Fortschritte in der Non‐Target‐Analytik W. Schulz
Gli dGliederung
• Was ist Non‐Target‐Analytik?
Erkennen von bisher nicht beachteten Substanzen
• Welchen Vorteil haben wir?
Verhalten und Auftreten organischer Spurenstoffe in
unterschiedlichsten Prozessen;
Optimierung von MonitorprogrammenOptimierung von Monitorprogrammen
• Was bringt die Zukunft?
2114.09.2015 Fortschritte in der Non‐Target‐Analytik W. Schulz
Erweiterte Datenakquisition in der HR M kt t iHR‐Massenspektrometrie
MS²
m/z
t [min]
*
SwathTM
ität
**
*
* m/z Selektiv
m/z MS/MSAll
Δm/z
/
22
m/z
14.09.2015 Fortschritte in der Non‐Target‐Analytik W. Schulz
G i lt S h h F t IGezielte Suche nach Fragment‐Ionen
MS²
SwathTM
ität
Selektiv
MS/MSAll
SO ‐SO3
2314.09.2015 Fortschritte in der Non‐Target‐Analytik W. Schulz
LeitfadenLeitfaden Non-Target-Analyse
www.ASKURIS.de
Vi l D k fü Ih A f k k i !Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
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