Multidimensionale scheidingen van vloeistofchromatografie met massaspectrometrie als generieke methode om de afbraak van voor het milieu relevante microverontreinigingen te bestuderen

De verontreiniging van natuurlijke watervoorraden met opkomende verontreinigende stoffen is van toenemend belang omdat potentieel schadelijke chemicaliën het milieu kunnen bereiken via afvalwater dat wordt geproduceerd door menselijke activiteiten. Er kunnen verschillende behandelingstechnieken worden gebruikt om verontreinigingen in afvalwater af te breken. Een dergelijke behandelingstechnologie, in het algemeen Advanced Oxidation Processes (AOP) genoemd, degradeert gevaarlijke verontreinigende stoffen effectief en produceert een groot spectrum aan afbraakproducten die een grote verscheidenheid aan fysisch-chemische eigenschappen vertonen, zoals polariteit, ioniseerbaarheid en moleculaire grootte. Voordat deze afbraakproducten kunnen worden geïdentificeerd, zijn geschikte chromatografische technieken nodig om alle verbindingen te scheiden. Vanwege de grote verscheidenheid aan eigenschappen van verbindingen, is een adequate chromatografische resolutie meestal een uitdaging om te bereiken onder een enkele reeks scheidingsomstandigheden. Bovendien leidt signaalonderdrukking in de electrospray (ESI) interface vanwege matrixverontreinigingen tot verlies van gevoeligheid. Het gebruik van high-end massaspectrometrie (MS) zoals triple-quadrupole (QQQ) MS onder meervoudige reactiebewaking (MRM) -modus, kan een ontoereikende chromatografische resolutie compenseren. Deze techniek is echter moeilijk te optimaliseren, tijdrovend en duur. Om de scheidingsprestaties aanzienlijk te verbeteren, zal een uitgebreide tweedimensionale vloeistofchromatografie (LC x LC) worden verknipt tot quadrupool time-of-flight (Q-TOF) MS-methode. In LC x LC kunnen verschillende orthogonale scheidingen worden gebruikt in de 1e en 2e dimensie om verbindingen met verschillende eigenschappen te scheiden. Het grote voordeel van LC × LC in vergelijking met eendimensionale LC is een grotere piekcapaciteit, meervoudige selectiviteit en daardoor verminderde matrixeffecten. Verschillende combinaties van scheidingsmodi zullen worden geëvalueerd in termen van scheidingscapaciteit, robuustheid en gemakkelijke afbreekbaarheid met MS voor daaropvolgende identificatie en kwantificering van de afbraakproducten. Active Solvent Modulation (ASM) zal worden gebruikt om het compatibiliteitsprobleem tussen twee verschillende dimensies, bijvoorbeeld wanneer hydrofiele interactie vloeistofchromatografie (HILIC) en omgekeerde-fase vloeistofchromatografie (RPLC) worden gecombineerd. Als de methode succesvol is gebleken, wordt een softwaretool voorgesteld die een goede standaard kan suggereren voor uitgebreide LC x LC in termen van selectiviteit en kinetiek voor de analyse van voor het milieu relevante moleculen, om het gebruik van tweedimensionale LC-technieken uit te breiden in routineomgevingen.