우리는 바다에서 의약품 식별을 완벽 한 도구로 시간의 비행 질량 분석을 사용 하 여 비-타겟 분석을 위한 프로토콜을 제시. 우리는 그들의 제거에 대 한 UV 방사선의 응용 프로그램을 보여 줍니다. 방사선, 복합 절연, 식별 및 저하 프로필의 운동 모델링 분석 그림입니다.
제약 물 주기를 모니터링 하는 것은 수생 환경에 대 한 고 결국 인간의 건강에 대 한 점점 더 중요 해지고 있다. 및 대상 비 타겟 분석은 오늘날의 수단 선택 합니다. 비록 일반적으로 도움으로 실시 하는 분석 대상 트리플 4 극 자 질량 분석기 더 민감한 있을 수 있습니다, 그리고 이전에 선택한 유일한 화합물을 확인할 수 있습니다. 가장 강력한 비 타겟 분석이이 연구에 사용 되는 사중 극 자 질량 분석기 (Q)에 의해 비행 질량 분석기 (MS TOF) 확장의 시간을 통해 수행 됩니다. 고체 상 추출 및 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC) 앞, 비 대상 접근 높은 감도와 선택도 모든 ionizable 물질 감지 수 있습니다. Q-TOF-MS 악기의 전체 활용, 탠덤 질량 분석 (MS/MS) 실험 가속 하 고 타겟된 MS 메서드는 감도 향상 하지만 식별 용 기준에 의존 식별을 용이 하 게. 라인 강 물에서 4 개의 제약의 식별은 설명 했다. 라인 강 Tomasee, 그 리슨, 스위스와 북 해의 남쪽 후미, 네덜란드 근처에 흐름에에서 기인한 다. 그것의 길이 1232.7 킬로미터에 도달 한다. 이후 효과적으로 물 주기에서 제약을 제거 하기 위해 주요 관심, 효과 UV C 방사선 실험실 규모에 시연입니다. 이 메서드는 exemplarily macrolide 항생제 리스로 마이 신에 대 한 표시 되는 의약품의 빠른 저하 수 있습니다. 위의 질문, HPLC, MS, TOF 메서드를 사용 하 여 농도-시간 다이어그램 부모 약물 및 그들의 photodegradation 제품에 대 한 가져옵니다. 처음 주문 순차적 반응에 대 한 방정식을 설정한 후 계산 피팅 수 조사 시간과 4 단계 내에서 잠재적으로 간주 될 때 예측 하는 데 도움이 될 수 있습니다 운동 매개 변수 결정 폐수 처리입니다.
제약은 정기적으로 수생 환경1,2,3,,45에서 발견 된다. 중요 한 소스는 배출물 폐수 처리 식물 (폐수처리 장)6,7,,89에서. 의약품의 발생은 물 주기에 걸쳐 공부 하고있다 exemplarily Turia 강 분 지10. 다른 가운데, 항생제 대표 약물, 이후 그들은 종종 WWTPs의 생물학 단계 통과의 특정 위험한 클래스 불변과 환경11,12,13 세균성 저항을 일으킬 수 있습니다. . Macrolides는 인간 및 동물 용 의약품에 적용 되는 항 생 약의 종류를 구성 합니다. 그들의 대표는 배출물14,15,16,17,,1819에 1 µ g/L까지 농도에서 발견 됐다. 그들 중 하나에 리스로 마이 신 (Ery)20,21입니다. 바다에 리스로 마이 신은 종종 동반 anhydroerythromycin는 (Ery A-H2O), dehydrate22,23여. 리스로 마이 신에서 물 제거 산 불안정 때문 이다. 리스로 마이 신 anhydroerythromycin 대의 비율 pH24,25,,2627에 따라 달라 집니다.
Macrolides는 macrocylic lactone는 다양 한 설탕을 moieties 연결, 예를 포함 하는 화학적., desosamine, cladinose 또는 mycaminose. Macrolides 화학적으로 발효 과정에서 천연 제품 수정, 이후 그들은 종종 혼합물으로 존재 한다. 종 나 A, B, C, 등., 설탕 치환 기 다. 설탕 moieties와 그들의 위치는 lactone macrolides28,29의 행동의 모드에 대 한 책임이 있습니다. 환경 위험을 최소화 하기 위해 완전히 수생 환경27,30,,3132에 들어가기 전에 제약을 형성할에 바람직합니다.
이 연구의 첫 번째 부분 물 표면에 제약의 탐지 배출물 및 오픈 바다 모니터링에 대 한 중요 한 거래. 다양 한 다른 행렬에서 그램 범위에서 정체 불명된 물질에 대 한 검색, 분석 대상 비 선택20,33,,3435의 방법입니다. 특히, 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC) 분무 이온화 4 중 극에서 시간의 비행 질량 분석 (HPLC-ESI-Q-TOF-MS)은 특이성 및 감도 특별 한 가치의 입증 되었습니다. 감도 수 더 물질의 식별 확장할는 사중 극 자 접근 선택 모드에서 운영 하는 타겟된 MS를 사용 하 여 고 셀 내에 충돌 충돌 에너지를 0으로 설정. 따라서, 이온 비 조각에 도착 TOF 검출기.
이 작품의 두 번째 초점에 리스로 마이의 제거 이다. 소위 고급 산화 공정 (AOPs) 사용 되는 의약품의 제거에 대 한 예., UV 빛36,,3738와 방사선 조사에 의해 시작. 저하에 대 한 필수적인 VUV에 의해 물에서 수 산 기 급진 파의 형성은 UVC 방사선 다음 식 1 /.
H2O + hν(< 200 nm) → H2O * → H. + . 오 (1)
수 산 기 급진 파 물질36,37의 저하에 기여 하는 긍정적으로 2.8 V의 높은 산화 잠재력을 소유한 다.
여기, 리스로 마이 신은 진공 자외선/UVC-조사 물에을 사용 하 여 저하 pH의 영향을 고려 설명 합니다. 더욱 위험한 제품의 형성 AOPs39,40을 사용 하 여 단점이 될 여겨진다. 따라서, 그것은 제약의 완전 한 강화까지 비추는 중요 하다. 더 나은 예상 방사선 조사 시간, 반응의 운동 모델 반응 속도 상수 및 절반 생활 초기 약물 및 그것의 photodegradates 결정 됩니다. 이 목적에 농도-시간 (c t) 플롯 HPLC ESI Q TOF MS 측정에서 파생 되었고 MATLAB를 사용 하 여 화학 속도 론 모델에 비해. 속도 저하의 첫 번째 순서에 따라 진행 하 고는 photodegradates 연속 또는 후속 후속 반응27,41의 중간 제품으로 설명 했다.
이 보고서에서 제시 하는 비 대상 분석의 예 시연 HPLC ESI Q TOF MS, MS를 사용 하 여 표면 물에 의약품의 식별/MS와 비교 마지막 증거로 표준 참조. TOF MS를 사용 하 여 비-타겟 분석의 힘은 주어진된 보유 시간 및 임시 분자 공식의 예측에 이르게 높은 대량 정확도에 있는 모든 이온의 검출을 기반으로 합니다. TOF 질량 분석기에 대 안으로, 궤도 이온 트랩의 응용 물44오염 물질 분석에 대 한 설명 하고있다. 분자 공식 예측은 신속 하 게 선택 기준에 시작 지점으로 사용 되었다. 미리 선택 된 이온만 사중 극 자 필터 통과 이후 Q TOF MS 악기의 대상된 MS 방법의 응용 프로그램 특정 화합물의 검출을 허용. 일반적으로 타겟된 분석 물 분석45에 또한 트리플 4 극 자 질량 분석기를 사용 하 여 수행 됩니다. 경 음악 결점으로 인해 이론적 질량에서 편차에 대 한 보상, 표준 참조와 크로마 비교 수행 수도 있습니다. 대상으로 MS/MS 방법 식별 분석에 대 한 선택할 수 있습니다. 여기, 이온 선택, 조각 및 그들의 조각을 발견. MS/MS MS 보다 덜 민감하기 때문에, 조사 물 샘플에서 의약품의 농도를 의미 있는 조각 너무 낮은 되었습니다. 그러나, 파편 검출 되는 경우 더 높은 신뢰와 화합물 식별할 수 있습니다. 부족 한 감도 큰 초기 물 샘플 볼륨을 집중 하 여 극복할 수 있습니다. 또한, 측정 잠재적인 생 분해46,47,,4849때문에 샘플링 후 가능한 한 빨리 밖으로도 수행 되어야 합니다. 그렇지 않으면, 샘플 제외 복합 저하 또는 반응-20 ° C에서 저장 되어야 한다.
때로는 같은 m/z 값이 다른 보존 시간에 나타납니다. 그 때문에 성체 다른 분석 기법 필요 수 있습니다. 그것은 또한 그 아무 화합물 수 감지,는 반드시 그들의 부재를 증명 하지 않습니다 발생할 수 있습니다. 그들은 단지 폼 이온 수 또는 탐지의 한계 아래 발생. 물의 종류는 또한 의약품의 존재에 영향을 미치는 연습. 제약 회사는 폐수 처리 식물48,50,51,,5253에서 거의 소스 물과 지 하 수 물와 배출물을 입력합니다.
저하 실험에 대 한 방사선 소스 해야 될 특징 사전에 있기 때문에 광자 플럭스 또는 램프의 광자 fluence 속도 저하 및 저하의 메커니즘에 크게 기여. 초기 시도 VUV/UVC 램프에 대 한 아마 저압 수은 램프 충분 하다. 일반적으로, 과산화 수소, H2O2 의 추가 저하27,36,,3754를 가속 한다. 때 다른 램프, 예. UVA 램프 사용, 수 산 기 급진 파의 형성 보장 되어야 합니다, 예를 들어,., 이산화 티타늄 23,,2430, 의 추가 통해 31. 많은 화합물에 리스로 마이 신, 오 기 보다는 자체 제약의 사진-반응성 등27저하 유도 종입니다.
운동 매개 변수 결정에 대 한 대량 발견 chromatograms, 농도, 대표에 신호의 지역 조사 시간 대 플롯 됩니다. 데이터에 맞게, 그것은 적당 한 소프트웨어를 사용 하는 것이 좋습니다. 여기, MATLAB의 커브 피팅 도구 사용 되었다, 허용 하는 신속 하 게 계산 하 고 정확한 방정식 데이터. 운동 중간의 더 복잡 한 방정식에 의해 결정 됩니다. 맞는, 즉품질 파라미터., R2 와 RMSE, 또한 얻은 쉽게 했다.
이 연구는 감지 하 고 식별 제약 오염 물질과 초순에 리스로 마이 신의 photodegradation 강 수의 분석을 시연 했다. 표면 물 등 환경 바다에서 다른 저하 속도 및 속도 상수 humins 등의 물질을 흡수 하는 빛으로 인해 얻을 수 것 이다. 저자의 경험에 따르면 저하 자주 일어난다 더 천천히, 하지만 때로는 비교 요금41,56에서.
의약품, 특히 항생제, 해양 환경 및 결과 위험에서의 세계적인 문제는 여전히1성장을 계속 합니다. 다양 한 및 다양 한 화학 물질, 대사 산물, 그리고 degradates, 비 대상 분석 환경57에 그들의 발견에 대 한 가장 중요 한 분석 무기가 될 것입니다. 효과적인 제거, 폐수 처리 공장에서 새로운 단계 고급 산화 공정에 따라 설계 된 것으로 해야 합니다에 대 한는 UV 방사선의 일부가 될 수 있습니다.
The authors have nothing to disclose.
멜 라 니 Voigt Niederrhein 대학 응용의 과학의 Promotionskolleg에서 급 비에 대 한 감사입니다. 저자는 추가 재정 지원에 대 한 그들의 기관을 감사합니다.
Methanol for liquid chromatography LiChrosolv | Merck | 1060181000 | |
formic acid | Fluka | 94318 | |
HCl | Riedel-de Haen | ||
NH3 | Riedel-de Haen | ||
Simplicity 185 Water Purification System | EMD Millipore | for producing MilliQ-water | |
Erythromycin | BioChemica AppliChem | A2275,0005 | |
Filter Rotilabo-filter, Typ 113A | Roth | AP78.1 | |
SPE-Cartridges Oasis HLB 3cc (60mg) | Waters | WAT094226 | |
BAKER SPE-12G | J.T. Baker | ||
membrane pump PC3001 VarioPro | Vacuubrand | ||
rotary evaporator; Laborota 4000 efficient | Heidolph Instruments | ||
syringe, 2 mL | Terumo | ||
Nylon Syringe Filters Target2 | Thermo Scientific | 10301345 | |
C-18 CoreShell column 50 mm x 2.1 mm dimensions, 2.6 μm particle size | Thermo Scientific | ||
HPLC 1200 | Agilent | ||
ESI-Q-ToF-MS 6530 | Agilent | ||
photoreactor, UV Labor Reactor System 3 | Peschl Utraviolet GmbH | ||
VUV/UVC-lamp, TNN 15/32, 15 W | Heraeus | ||
pH-meter, pHenomenal pH 1100L | vwr | 662-1657 | |
magnetic stirrer | Heidolph Instruments | ||
MassHunter Workstation B.06.00 | Agilent | ||
MATLAB R2016b | Mathworks |