Home Small Molecule HPLC수돗물 및 실험실 등급으로 정제 후 물 속 호르몬에 대한 미량 LC-MS/MS 분석

수돗물 내 호르몬의 미량 LC-MS/MS 분석

Anastasia Domanov¹, Matias Kopperi², Jevgeni Parshintsev², Patrik Appelblad³, Stephane Mabic¹

¹Lab Water Solutions, Merck, Guyancourt, France, ²University of Helsinki, Department of Chemistry, Laboratory of Analytical Chemistry, Finland, ³Advanced Analytical, Merck, Solna, Sweden

각기 다른 실험실의 수돗물 내에서 3종의 호르몬이 LC-MS/MS에 의해 검출되었습니다. Milli-Q^® 정제수 시스템으로 정제한 후에 호르몬은 더 이상 결과물 초순수에서 검출되지 않았으며, 결과물 초순수를 호르몬의 LC-MS/MS 분석에 사용할 수 있었습니다.

LC-MS/MS 분석에서 초순수의 역할

질량분석법(MS)과 조합한 HPLC는 환경 보건 및 안전성 문제를 다루기 위한 유기화합물의 미량 분석에 사용됩니다. 이러한 방법들은 검출 한계가 매우 낮아 실험 과정 동안 오염을 피하거나 적어도 최소화하는 데 결정적입니다. 분석에 사용되는 시약 및 용매와 더불어 HPLC 기기의 구성품, 질량분광계,¹ 시료 취급 및 조작²은 모두 오염 문제에 기여할 수 있습니다.

정제수는 HPLC에서 중요한 역할을 하며, HPLC의 작업 흐름에서 광범위하게 사용됩니다. 검출된 분석물이 실험의 여러 단계(시료, 표준 물질, 바탕시료, 용리액의 조제 또는 HPLC 및 MS 시스템의 린싱/플러싱)에서 사용되는 정제수에서 비롯된 것이 아니라 시료에서 비롯되는 것이 필수적입니다.

호르몬의 미량 분석

호르몬은 전 세계에 미량으로 존재하며 환경수 및 음용수에서 검출되는 신종오염물질(CEC)의 한 예시입니다.^2,3 매우 낮은 농도에도 불구하고 CEC는 잠재적으로 환경독성학적 영향을 미칠 수 있습니다.³

프랑스, 스페인, 중국에서 채취한 수돗물 시료 3종을 분석하였습니다. 프랑스 및 스페인 실험실의 수돗물에서 에스트라디올 및 안드로스테론이 검출된 반면, 충국 실험실에서 채취한 물 시료에서는 코르티코스테론이 검출되었습니다. 표 1에서는 LC-MS/MS 분석 결과를 요약하고 있으며 그림 1에서는 에스트라디올의 다중반응모니터링(MRM) 크로마토그램을 보여줍니다.

각 실험실에서 생산된 초순수는 수돗물 분석처럼 동일한 방법을 사용하여 이러한 3가지 호르몬의 존재 여부에 대해 분석되었습니다. 실험실 3개소 모두 결과물 초순수에서 호르몬이 비검출되었습니다(표 1).

스페인과 프랑스에서 채취한 실험실 수돗물 및 초순수 내 에스트라디올의 대표 MRM 크로마토그램

그림 1.수돗물 및 Milli-Q^® 시스템을 사용하여 정제한 후 초순수 내 에스트라디올의 MRM 크로마토그램(ESI+). 데이터 보고는 단발성, 단일 위치 데이터이며 시료를 채취한 여러 국가들의 물을 대표하지 않습니다.

유기 오염물질의 양은 미량 LC-MS/MS 분석에 중요합니다. 총산화탄소(TOC) 농도는 유기 오염물질의 일반적인 지표를 제공합니다. LC-MS/MS에는 5 ppb 미만의 TOC 농도가 권장되며 Milli-Q^® 초순수 시스템에 의해 달성됩니다.

물 내 호르몬 분석을 위한 실험 조건

실험실 정제수 시스템

중국과 스페인 실험실에서는 지능형 역삼투, Elix® 전기탈이온화 시스템, 살균 UV 램프를 포함한 Milli-Q^® 정제수 전처리 시스템을 사용하였으며, 해당 시스템은 Milli-Q^® IX 시스템과 유사합니다. 전처리 단계 이후에, Milli-Q^® IQ 7000 시스템과 유사한 Milli-Q^® 폴리싱 시스템을 사용하여 초순수를 공급하였습니다.

프랑스 실험실에서는 Milli-Q^® IQ 7003 시스템과 유사한 통합형 순수 및 초순수 Milli-Q^® 정제수 시스템을 사용하여 초순수를 공급하였습니다.

계측

LC-MS 분석은 Agilent^® 6420 Triple Quadrupole 시스템(ESI+, MRM)과 결합된 Agilent^® 1290 Infinity HPLC 시스템에서 수행되었습니다. 구배 용출법 조건 하에서 호르몬을 분리하기 위해 Purospher^® STAR RP-18 endcapped (2 µm) Hibar^® HR 50-2.1 컬럼을 사용했습니다.

시료 및 표준 물질

표준첨가법(표준 물질: 안드로스테네디온, 안드로스테론, 코르티코스테론, 코르티손, 에스트라디올, 에스트론, 프로게스테론, OH-프로게스테론, 테스토스테론)을 사용하여 계량을 수행하였습니다. 수돗물과 Milli-Q^® 정제수 시스템에서 채취한 초순수에서 1리터의 시료를 채수하였으며 LC-MS/MS 분석 전에 고체상 추출법(SPE)으로 농축시켰습니다. 이 시료들은 3번 분석되었으며 표준첨가법에 따라 계량을 수행하였습니다.

환경 시료 내 호르몬 검사에 대한 초순수의 이점

LC-MS/MS 분석은 간섭을 일으킬 수 있는 오염물질이 없는 고품질 용매에 의존합니다. 연구자의 관심 분자가 연구자의 실험실 수돗물 내에 존재하는 경우라도, Milli-Q^® 시스템은 유기 오염물질이 없는 초순수를 공급할 수 있으므로 가장 민감한 LC-MS/MS 분석에 적합합니다.