Improved Chromatography and MS-Based Detection of Glyphosate and Aminomethylphosphonic Acid Using iTrEnDi.
J Am Soc Mass Spectrom · 2023 · 34:948-957 · PMID 37132245 · 등급8 기타 분석법개발 · 물질과 작용기전 > 분석법 · 사람 · 직업 · 제형(GBH)
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글리포세이트(GLY)는 다년생 잡초에 특히 효과적인 합성 비선택성 전신 제초제로, 세계에서 가장 많이 사용되는 제초제이다. 환경 내 GLY 축적과 이와 관련된 인간 건강 위험에 대한 우려가 증가하고 있으며, 언론의 관심이 높아짐에도 불구하고 GLY와 그 분해 산물인 아미노메틸포스폰산(AMPA)은 많은 분석 전략에서 검출하기 어려운 물질이다. 고성능 액체 크로마토그래피-질량분석법(HPLC-MS)과 결합된 화학적 유도체화는 복잡한 시료 내 낮은 수준의 GLY와 AMPA를 정량화하는 과제에 대응한다. 본 연구에서는 디아조메탄을 이용한 현장 삼메틸화 증강(iTrEnDi)을 사용하여 분석 전에 GLY와 AMPA를 퍼메틸화된 생성물([GLYTr]+ 및 [AMPATr]+)로 유도체화하는 방법을 시연하였다. iTrEnDi는 정량적인 수율을 산출하였으며, 비유도체화된 물질과 비교하여 각각 [GLYTr]+와 [AMPATr]+의 HPLC-MS 기반 감도를 12–340배 증가시켰다. 유도체화된 화합물의 검출 한계는 [GLYTr]+의 경우 0.99 ng/L, [AMPATr]+의 경우 1.30 ng/L로 확인되어, 이전에 확립된 유도체화 기술에 비해 현저한 감도 향상을 입증하였다. iTrEnDi는 라운드업 제제(Roundup formulations)의 직접적인 유도체화와 양립 가능하다. 마지막으로, 원리 증명으로서 단순 수성 추출 후 iTrEnDi를 적용하여 라운드업으로 살포된 현장 재배 콩 외부에서 [GLYTr]+와 [AMPATr]+를 검출할 수 있었다. 전반적으로, iTrEnDi는 낮은 양성자 친화도 및 크로마토그래피 머무름 시간과 관련된 문제를 개선하여 HPLC-MS 기반 감도를 높이고 농업 시스템 내의 GLY 및 AMPA와 같은 검출하기 어려운 분석물질 규명에 기여한다.ORIGINAL ABSTRACT
Glyphosate (GLY), a synthetic, nonselective systemic herbicide that is particularly effective against perennial weeds, is the most used weedkiller in the world. There are growing concerns over GLY accumulation in the environment and the attendant human health-associated risks, and despite increased attention in the media, GLY and its breakdown product aminomethylphosphonic acid (AMPA) remain elusive to many analytical strategies. Chemical derivatization coupled with high-performance liquid chromatography-mass spectrometry (HPLC-MS) addresses the challenge of quantifying low levels of GLY and AMPA in complex samples. Here we demonstrate the use of in situ trimethylation enhancement using diazomethane (iTrEnDi) to derivatize GLY and AMPA into permethylated products ([GLYTr]+ and [AMPATr]+, respectively) prior to analysis via HPLC-MS. iTrEnDi produced quantitative yields and resulted in a 12-340-fold increases in HPLC-MS-based sensitivity for [GLYTr]+ and [AMPATr]+, respectively, compared with underivatized counterparts. The limits of detection of derivatized compounds were found to be 0.99 ng/L for [GLYTr]+ and 1.30 ng/L for [AMPATr]+, demonstrating significant sensitivity improvements compared to previously established derivatization techniques. iTrEnDi is compatible with the direct derivatization of Roundup formulations. Finally, as proof of principle, a simple aqueous extraction followed by iTrEnDi enabled the detection of [GLYTr]+ and [AMPATr]+ on the exterior of field-grown soybeans that were sprayed with Roundup. Overall, iTrEnDi ameliorates issues relating to low proton affinity and chromatographic retention, boosting HPLC-MS-based sensitivity and enabling the elucidation of elusive analytes such as GLY and AMPA within agricultural systems.| 저자 | Rosales, C. A.; Shields, S. W. J.; Aulenback, C. L. J.; Elezi, G.; Wasslen, K. V.; Pallister, P. J.; Faull, K. F.; Manthorpe, J. M.; Smith, J. C. |
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| 저널 | Journal of the American Society for Mass Spectrometry |
| 권·호·쪽 | 34(5), 948-957 |
| PMID | 37132245 |
| DOI | 10.1021/jasms.3c00026 |
| MeSH | Humans; Chromatography, High Pressure Liquid; Herbicides; Tandem Mass Spectrometry; Glyphosate; Organophosphorus Compounds; Organophosphonates |