Agilent Herramientas LCMS para el...Carbaryl (Q) 202.1 117 5.734 Carboxin 236.1 143 5.836 Carboxin...
Transcript of Agilent Herramientas LCMS para el...Carbaryl (Q) 202.1 117 5.734 Carboxin 236.1 143 5.836 Carboxin...
AgilentSolutions
Herramientas LCMS para el
análisis de residuos
1
Jaume C. Morales
MS Product Specialist
Principales Aplicaciones LC/MS en
Seguridad Alimentaria
7/22/20112
Pesticidas
• Cuantificación de pesticidas conocidos.
• Identificación/cuantificación de nuevos pesticidas
y metabolitos
Fármacos Veterinaria
• Identificación/cuantificación de antibióticos, esteroides,
y otras hormonas de crecimiento
Micotoxinas (más de 3.000 conocidas; efectos tóxicos inmediatos)
• Típicamente por LC/MS
Biotoxinas Marinas (compuestos producidos por el marisco)
• LC/QQQ (cuantificación de toxinas conocidas)
• LC/TOF y LC/QTOF (descubrimiento de toxinas desconocidas)
Page 3
http://www.chem.agilent.com/en-US/Solutions/Food-Testing-Agriculture/Pages/default.aspx
Soluciones Agilent para el sector Alimentario
AGILENT LC/MS Portfolio
•6100 Single Quadrupoles
•6200 TOF
•iFunnel
•6400 Triple Quadrupoles
•DMRM, tMRM
•6500 QTOF
•RapidFire
•Qual/Quan
•MassHunter Software
Nueva serie
LC Agilent
1200 Infinity
Page 5
Presentación de los
instrumentos LC de la nueva
plataforma
Agilent – 1220, 1260 y 1290
Page 6
Nueva Serie Agilent 1200 InfinityElevando el Estandard en HPLC – UHPLC para el Laboratorio
1260
Infinity LC
Modular
600 bar
80 Hz
2x ó 10x Sensivilidad UV
100% HPLC Compatible
Precio HPLC
Capacidades UHPLC
1220
Infinity LC
Integrado
600 bar
80 Hz
El más económico
HPLC y UHPLC
Tecnologia 1260/1290
1290
Infinity LC
Modular
1200 bar
160 Hz
Máximo rendimiento UHPLC
Máxima Flexibilidad
Coste Servicio HPLC
Page 7
¿Que es UHPLC ?
UHPLC es :
Ultra High Perfomance Liquid Chromatography.
ó
Cromatografía de alto rendimiento en columnas con relleno de
partículas sub-2-micron (STM) o de superficie porosa.
UHPLC NO es :
Ultra Alta presión. La alta presión NO es ninguna ventaja, sino un
efecto colateral indeseado. La Alta Presión no separa nada !!
ni
Cromatografía con columnas de 2.1mm. Cualquier diámetro de
columna puede empaquetarse con partículas de STM. (4.6 , 4.3,…)
Page 8
¿Que es UHPLC ?
1. Las partículas más pequeñas permiten una menor altura de
plato teórico mostrando pues una mayor resolución
cromatográfica.
2. La resolución cromatográfica sufre menos al incrementar el
flujo cuanto más pequeña es la partícula
Características de UHPLC
Resolución y Flujo
Page 9
Nueva Serie Agilent 1200 InfinityElevando el Estandard en HPLC – UHPLC para el Laboratorio
1260
Infinity LC
Modular
600 bar
80 Hz
2x ó 10x Sensivilidad UV
100% HPLC Compatible
Precio HPLC
Capacidades UHPLC
1220
Infinity LC
Integrado
600 bar
80 Hz
El más económico
HPLC y UHPLC
Tecnologia 1260/1290
1290
Infinity LC
Modular
1200 bar
160 Hz
Máximo rendimiento UHPLC
Máxima Flexibilidad
Coste Servicio HPLC
LC/MS Portfolio
Triple Cuadrupolos
Serie 6400
La herramienta definitiva en
cuantificación / confirmación
La determinación de compuestos residuales puede abordarse con dos enfoques :
• Dirigido. Número acotado de compuestos a confirmar.
• Más sensible (*)
• El nº de compuestos depende principalmente del sistema cromatográfico y de la velocidad del MS.
• Sin capacidad de determinar NO esperados.
• Sin capacidad de análisis retrospectivo.
• NO Dirigido. Adquisición indiscriminada de Full Scan y/o MS/MS.
• El nº de compuestos a detectar es mucho mayor (casi ilimitado).
• La detección del compuesto se realiza a través algoritmos de deconvolución.
• La acotación de compuestos detectados viene limitada por la base de datos o librerías de los posibles compuestos a identificar
• Menos sensible (*)
Dos enfoques de Screening
11
(*) Depende del modelo de QQQ y TOF/QTOF
Innovation Tour
February 17, 2014
Dos enfoques de Screening
12
Dirigido
No dirigido
Innovation Tour
February 17, 2014
170 210 250 290
210
222
268 280165
Espectro con
iones del
“fondo” (API: ESI,
APCI,…)
SQ sólo deja
pasar el ión 210
190 210
210
Características del diseñoCuadrupolo Simple
1º Cuadrupolo
Detector
Capilar dielectrico frio
Cuadrupolo hiperbolico
Guía de iones octopolar
Guía de iones octopolar
Único Cuadrupolo
Características del diseñoCuadrupolo Simple
Capilar dielectrico frio
Cuadrupolos hiperbolicos
Guía de iones octopolar
Triple Cuadrupolo
170 210 250 290
210
222
268 280165
Espectro con
iones del
“fondo” (API: ESI,
APCI,…)
Q1 sólo deja
pasar el ión
“precursor” 210
pass
190 210
210
Celda Colisión
rompe el ión 210 (y sus productos)
150 170 190 210
210158
191
Q3 monitoriza sólo
los fragmentos 158 y
191 característicos
del ión 210 para
cuantificar y cualificar
con máx. sensibilidad
160
158
190
191
Características del diseñoTriple Cuadrupolo
Guía de iones octopolar
1º Cuadrupolo
Celda de colisión (hexapolo)
3º Cuadrupolo
Detector
Capilar dielectrico frio
Cuadrupolos hiperbolicos
Guía de iones octopolar
Celda de colision hexapolar
Detección Off-axis
Una bomba turbo
TRANSICIONES (MRM) : 210 -> 158 (Quant) y 210 -> 191 (Qual)
¿Cuándo usar MS/MS?
¿SQ ó QQQ?
17/02/2014
Muestra
Cuando la Matriz es compleja se pueden producir
Interferencias por coincidencia de los iones de
cuantificación del analito con los de la matriz
Permite la cuantificación selectiva de compuestos CONOCIDOS
en muestras que presentan un elevado fondo químico
Mejor S/N en matrices complejas que el que puede
obtenerse por tecnologías que trabajan en Scan o SIM.
Las exigencias de las normativas más actuales resultan más
fáciles de cumplir gracias al poder de la confirmación MS/MS
¿Es más sensible MS/MS?
Manzana
Naranja
Espinaca
Ginseng
Col
SIM - EIC (246) MRM (246->176,175)
S/N = 448
S/N = 456
S/N = 260
S/N = 446
S/N = 241
6460
Triple
Quad
6460 ESI
Triple
Quad
6420
Triple
Quad
6490
Triple
Quad
6460 AJS
Triple
Quad
Ren
dim
ien
toLa última tecnología en LC Triple Quads
6420
Análisis de Rutina Rango medio
Análisis de trazas en rutina,
compuestos complicados6460ESI
6460AJS
Cuantificación Rutinaria
Tecnología
iFunnel
R&D, Análisis de
Ultra-trazas y alta
velocidad
6490
MRM dinámico (DMRM)
Mejora de la sensibilidad basado en la
especificidad de la transición a su tiempo
Page 19
tMRMConfirmación espectral de los target sin barrido
ni perdida de sensibilidad
Optimizer
Si no se dispone de Kits de Agilent permite
buscar los valores de adquisición óptimos
para la cuantificación
Counts vs. Acquisition Time (min)
x105
1
2
3
4
5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Segmento 1Segmento 2
Segmento 3
Segmento 4
Análisis por segmentos vs. MRM dinámico
MRM Dinámico: No hay segmentos de tiempo
La lista de MRM se confecciona de modo dinámico basándose en el RT de los compuestos de interés
Menor tiempo de ciclo/Mejor definición de pico
x3 x4 x4 x3 x4 x2 x1Nº de TransicionesConcurrentes =
Rt
Selección de 24 transiciones de analitosPara ilustrar la eficacia de los Tiempos de Ciclo usando dynamic MRMs.
Tiempo de Ciclo
MRM dinámico
x3 x4 x4 x3 x4 x2 x1
Selección de 24 transiciones de analitosPara ilustrar la eficacia de los Tiempos de Ciclo usando dynamic MRMs.
Nº de TransicionesConcurrentes =
Tiempo de Ciclo
MRM dinámico
Time >>>
Abundance
>>
>
Concurrent
Compounds
MRM dinámico - Simulación
Time (min) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Compounds (10/block)
Cycle Time (sec)
Max Coincident
Cycle Time (sec)
MRM
50 80
0.4 0.4 0.4 0.4
20 40 40
Dynamic MRM
0.5 0.8 1
30
Time Segment 1 Time Segment 2 Time Segment 3 Time Segment 4
0.7
100 70
Ciclos 2 x menores permiten manejar picos cromatográficos más estrechos,
más analitos y dwell times mayores por compuesto
Principios de funcionamiento de Dynamic
MRM
Dynamic MRM at the 10 pg level for 100 pesticides
1 min ΔR.T.- based acquisition window for each MRM transition
Dynamic MRM 11 Compounds (22 MRMs) eluting in about 1
min window
Compound Name Precursor Ion Product Ion Retention Time
Cinosulfuron 414.1 183 5.579
Cinosulfuron (Q) 414.1 157 5.579
Chlorotoluron 213.1 72 5.642
Chlorotoluron (Q) 213.1 140 5.642
Atrazine 216.1 174 5.682
Atrazine (Q) 216.1 132 5.682
Carbaryl 202.1 145 5.736
Carbaryl (Q) 202.1 117 5.734
Carboxin 236.1 143 5.836
Carboxin (Q) 236.1 87 5.836
Chlorsulfuron 358.0 167 5.896
Chlorsulfuron (Q) 358.0 141 5.896
Ethiofencarb 226.1 107 5.937
Ethiofencarb (Q) 226.1 164 5.936
Dodemorph 282.3 116 6.073
Dodemorph (Q) 282.3 98 6.074
Diuron 233.0 72 6.101
Diuron (Q) 233.0 160 6.101
Cyprodinil 226.1 108 6.245
Cyprodinil (Q) 226.1 93 6.246
Difenoxurone 287.1 123 6.509
Difenoxurone (Q) 287.1 72 6.509
Typical results: 10 pg Atrazine on-column using Dynamic MRM
6460A QQQ with Jet Stream Technology
Avg. Signal Height: 15,650
Avg. Signal Area: 50,966
RSD: 3.2 %
Estimated LOQ: 100 fg or less
6-7 data points above FWHM
3 sec FWHM, 6 sec @10% valley
20 data points baseline-to-baseline
•
•
•
•
•
•
••
•••
••
•
• • •
•
•• • •
3 sec FWHM
10% valley
Pesticides LC/MS method
Jet stream conditions
Drying gas temperature 275 ºC
Drying gas flow (nitrogen) 6 L/min
Nebulizer gas pressure (nitrogen) 35 psig
Capillary voltage 4000 V
Sheath gas temperature 325 ºC
Sheath gas flow 12 L/min
Nozzle voltage Off
6460A QQQ
settings
MS1 and MS2 resolution Unit
Time Filtering pk width = 0.03
min
Dynamic MRM transitions up to 4000
Constant cycle time 373 ms
Delta EMV 400 V
1200 LC parameters
Column Eclipse Plus-C18, 2.1 x 100mm, 1.8 µm
Column temperature 35 ºC
Injection volume 5.0 mL
Autosampler temp 6 ºC
Needle wash flushport (MeOH:H2O 75:25), 5 secs
Mobile phase A = 0.01% formic acid in water
B =5 mM ammonium formate 0.01% formic acid in 95:5 acetonitrile:water
Flow rate 0.3 mL/min
Gradient 0 min 6% B
15 min 95% B
Stop time 20 min 6% B
Post time 1 min
Dynamic MRM of 300 Pesticides two Transitions Each
Page 29
Run with 1200-SL LC 2.1 x 100 C18 Eclipse PLUS 1.8 u
Fragmentor Voltage Collision Energy
QQQ Analyte Optimizer: Máxima Sensibilidad
Optimización Automática de 2 Settings clave
Aflatoxin B1
220 V200 V
180 V160 V100 V80 V60 V40 V 140 V120 V
Maximum transmission of AFL B1 [M+H]+ = 130 VFragmentor Voltage Optimization
25 eV
20 eV
35 eV
30 eV
40 eV
15 eV
10 eV
5 eV
Product Ion Spectra Overlaid;
(All Collision Energies)
Collision Energy = 20 eV
5 eV
15 eV
10 eV
25 eV
20 eV
FIA TIC – AFL B1
Collision Energy Optimization
Fundamentos del tMRM
y aplicaciones
Screening Dirigido
32
Innovation Tour
17 de febrero de 2014
Mayor confianza en la confirmación
La Solución Analítica Ideal
para compuestos conocidos
tMRM
CualitativoCoste
EfectivoCuantitativo
POINT
POINT
POINT
POINT
POINT
POINT
Fast Cycle Time
Single Instrument
Accurate
Sensitive
High Throughput
Short Run Time
Product Ion Spectrum
Library Searching
Confirmation
Page 33Innovation Tour
17 de febrero de 2014
Mayor confianza en la confirmación
¿Para qué sirve el triggered MRM?Cuantificación y Confirmación : Fingerprinting
34
Enfoque de barrido:
Barrido de la huella del compuesto
Estrategia tMRM:
Foco en las características (fragmentos)
del compuesto
Dos posibles escenarios:
- Confirmación de positivos con información adicional
(confirmación espectral)
- Eliminación de negativos debido a interferencias de la matriz
Innovation Tour
17 de febrero de 2014
Mayor confianza en la confirmación
“Triggered MRM (tMRM) Data Dependent”: ~“Scan”
Especifico con la Sensibilidad y Rapidez de un MRM
Cuantificar e Identificar con la sensibilidad y rapidez de un MRM
1 MRM de monitorización por compuesto dispara hasta 8 MRM de
confirmación de cada uno de los compuestos detectados
Muy útil para cuantificación y confirmación masiva de analitos con Triple
Cuadrupolo: análisis multiresiduos, metabolitos …
Página 35
Threshold
Secondary MRM
Transitions are “Triggered”
Primary cycle (below threshold)
Triggered cycle (above threshold)
tMRM Product Ion Spectrum
x103
8
7
6
5
4
3
2
1
080 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340
334.2171.1
145.0
132.1
117.0
105.191.176.0
tMRM Product Ion
Spectrum
x103
8
7
6
5
4
3
2
1
080
76.0
x103
8
7
6
5
4
3
2
1
080 100
91.1
x103
8
7
6
5
4
3
2
1
080 100 120
105.1
x103
8
7
6
5
4
3
2
1
080 100 120
117.0
x103
8
7
6
5
4
3
2
1
0100 140
132.1
x103
8
7
6
5
4
3
2
1
080 100 120
119.0
x103
8
7
6
5
4
3
2
1
0100 140 180
145.0x103
8
7
6
5
4
3
2
1
0100 140 180
147.0
x103
8
7
6
5
4
3
2
1
080 100 120 140 160 180
171.1
334 > 76 334 > 91 334 > 105 334 > 117 334 > 119
334 > 132 334 > 145 334 > 147 334 > 171
tMRM Library Searching
Tebufenpyrad Standard 50 ppb
Library match score: 96.75
LC/MS Application
Kits
Method
Standards
On Site Training
LC Column
tMRMDatabase
tMRM LC/MS Application KitsTargeted Screening with QQQ
38
Pesticides
-Test Mix: 253 compounds
-DB: ~700 compounds
-Library: ~250 compounds
Veterinary Drugs
-Test Mix: 146 compounds
-DB: ~1,000 compounds
-Library: ~140 compounds
Forensic Toxicology
-Test Mix: 139 compounds
-DB: ~2,500 compounds
-Library: ~130 compounds
Innovation Tour
17 de febrero de 2014
Mayor confianza en la confirmación
tMRM Prevents False Positive Identification
39
Acquired tMRM Spectrum
Native Ginger Compound
tMRM Library Spectrum
Tebufenpyrad
Comparison Acquired vs.
tMRM Library Spectrum
Match Score = 70
0 .1 .2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 1.0
tMRM Product Ion Scan < 50ms
Acquisition Time (seconds)
tMRM Scanning
40
Trigger
tMRM
tMRM Scans
Ideal situation: 1 Peak 1 sec wide, no Matrix
UHPLC compatible, good peak
shape, good quantitation
0 .1 .2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 1.0
QTrap Product Ion Scan = 200ms
Acquisition Time (seconds)
_Trap Scanning
41
Trigger
Full Scan
Full Scan
Full Scan
Full Scan
Trap/Wave Solution?
LONGER RUN TIME WITH WIDER
PEAKS
Ideal situation: 1 Peak 1 sec wide, no Matrix
Poor peak shape,
poor quantitation
tMRM From The Customer’s Perspective
42
1. Inject Sample
2. Read tMRM Report
Compound
RT
Concentration
Library Match
Score
Nuevos parámetros de tMRM
Funciones de Triggering en MH Acquisition
Permiten centrar los tMRM en el centro del pico
43Innovation Tour
17 de febrero de 2014
Acephate as example
• Entrance delay 2
• Trigger delay 1
• Trigger Window 0.5
• Threshold 500
• Repeat 5
48Innovation Tour
17 de febrero de 2014
Comparación de rendimiento del método con
tMRM respecto al MRM “tradicional”
• Se comparan con un método de más de 120 pesticidas
• En modo tMRM se determinaron 2 MRM primarias
• El Triggering actúa por encima de un threshold especificado
para cada compuesto
• Para poder comparar el rendimiento cuantitativo de ambos
métodos, el método tradicional de dynamic MRM se
programó también con 2 MRM
• La comparación se hizo en análisis efectuados sobre
muestras reales
49Innovation Tour
17 de febrero de 2014
Parámetros de método
UHPLC method
MS method
Electrospray ionization
Triggered MRM: 2 MRM primarias más 8 MRM adicionales de confirmación
Dynamic MRM: 2 MRM por compuesto
50
UHPLC columnAgilent ZORBAX Eclipse Plus C18 RRHD
2.1 x 150 mm, 1.8 µm @ 30°C
Mobile phaseA: 5 mM NH4 formate + 0.1% formic acid
B: 5 mM NH4 formate + 0.1% formic acid in methanol
Gradient
program
Min % B
0 5
0.5 5
3.0 40
17 100
19 100
19.1 5
Stop time 22 min
Flow rate 0.40 ml/min
Injection volume 3 µl
Innovation Tour
17 de febrero de 2014
Cromatograma UHPLC-MS/MS a 10ng/mL en
extracto de limón
51Innovation Tour
17 de febrero de 2014
0
20
40
60
80
100
120
< 0.1 0.1 to 0.25 0.25 to 0.5 0.5 to 1 >1
Nu
mber
of
pest
icid
es
Limit of quantitation in µg/kg
Solvent
Lemon extract
Validación del método – Límites de cuantificación
54Innovation Tour
17 de febrero de 2014
Rendimiento cuantitativo - Oxamyl
55
Curva de calibración dMRM Curva de calibración tMRM
Innovation Tour
17 de febrero de 2014
y = 0.9987x
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
140000
160000
180000
0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 160000 180000
Calib
rati
on s
lopes
Trig
gere
d M
RM
Calibration slopes Dynamic MRM
Rendimiento cuantitativo - Comparación
56
Pendientes de la curva de calibración para todos los pesticidas en el método
Innovation Tour
17 de febrero de 2014
+ MRM (14.865-15.031 min, 13 scans) (334.2 -> * …
Mass-to-Charge (m/z)
50 100 150 200 250 300
Coun
t s 3x10
-1.4
-1.2
-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2117.0
117.0
147.1
145.091.1
76.0
57.1334.2
Lib Match Score=55.9
Muestras Reales– Tebufenpyrad en extracto de
gengibre
57
Reference spectrum
Acquisition Time (min)
14.6 14.8 15 15.2 15.4
Co
un
t s 5x10
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
334.2 -> 117.0 , 334.2 -> 145.0
Ratio = 46.9 (209.9 %)
Innovation Tour
17 de febrero de 2014
Muestras Reales– Tebufenpyrad en extracto de
gengibre
58
Reference spectrum
Innovation Tour
17 de febrero de 2014
Muestras reales – Tebuthiuron en extracto de
camamilla
59
Reference spectrum
Acquisition Time (min)
9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 9.7 9.8 9.9 10
Co
un
ts 4x10
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
229.1 -> 172.1 , 229.1 -> 116.0
Ratio = 40.3 (204.3 %)
Innovation Tour
17 de febrero de 2014
Muestras reales – Tebuthiuron en extracto de
camamilla
60
Reference spectrum
Acquisition Time (min)
9 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 9.7 9.8
Co
un
ts 4x10
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
2.2
229.1 -> 172.1 , 229.1 -> 116.0
Ratio = 19.8 (100.6 %)
Innovation Tour
17 de febrero de 2014
Library match score
Pesticide Matrix Target compound Matrix interference
Dichlovos Lemon 94.5 % 78.1 %
Thifensulfuron-methyl Green Tea 96.6 % 71.5 %
Tebufenpyrad Ginger 99.8 % 55.9 %
Tebuthiuron Chamomile 97.8 % 58.0 %
Imazalil Chamomile 99.8 % 58.1 %
Terbutylazin Chamomile 99.6 % 82.1 %
Muestras reales– ejemplos por interferencia de
matriz
Innovation Tour
17 de febrero de 2014
Compounds at a glanceEficaz herramienta gráfica y rápida de revisión de resultados
62Innovation Tour
17 de febrero de 2014
Resumen del tMRM
63
• El Triggered MRM epermite confirmación espectral a niveles de LOQ
• Mismo rendimiento cuantitativo que los métodos MRM tradicionales
• Integration única con las nuevas triggered MRM databases y librerías
• La comprobación automática con la librería de espectros permite una eficaz
revisión de los resultados y “etiquetado” de los casos sospechosos.
• Utilizando una sola transión primaria en tMRM, nos prmite afrontar un método con
mayor número de compuestos en multiresiduo.
Innovation Tour
17 de febrero de 2014
Application notes para su información
64
5990-8461EN 5991-1183EN
LC/MS Application
Kits
Method
Standards
On Site Training
LC Column
tMRMDatabase
tMRM LC/MS Application KitsTargeted Screening with QQQ
65
Pesticides
-Test Mix: 253 compounds
-DB: 700+ compounds
-Library: 250+ compounds
Veterinary Drugs
-Test Mix: 146 compounds
-DB: 600+ compounds
-Library: 100+ compounds
Forensic Toxicology
-Test Mix: 139 compounds
-DB: 2500+ compounds
-Library: 100+ compounds
Innovation Tour
17 de febrero de 2014
February 17, 201466 Innovation Tour
Mass Spectrometry
Technology
Products
Solutions
NEW
NEW
Muchas Gracias por su
Atención