Validation of liquid chromatography mass spectrometry method for determination of estrogenic hormones in waste water

Abstract

Bu tez çalışmasında farklı alkil zincirine sahip iyonik sıvılar montmorillonite (MMT) galerilerine interkale edilerek, bu yeni nano boşluklu yapılar ilk kez östrojenik hormonların analizinde kullanılmıştır. Vorteks yardımlı emülsifikasyon mikroözütleme (µ-SPE) prosedürü ile LC-MS-MS tekniği birleştirilerek, estrone (E1), 17 -estradiol (E2), estriol (E3) ve ethynylestradiol (EE2) için hızlı bir yöntem geliştirilmiştir. Bu µ-SPE prosedürünün verimi üzerine pH, sorbent miktarı, ekstraksiyon çözücü türü ve hacmi, sonikation ve vortex süresi, örnek hacmi ve tuz etkisi gibi parametrelerin etkisi Plackett–Burmann tasarımı ile taranmıştır. Seçili parametreler daha sonra Box–Behnken tasarımı ile incelenmiş ve nehir sularında östrojenik hormon kalıntılarının analizi için valide edilmiştir. Çalışılan hormonlar için regresyon katsayısı 0.98'den büyük doğrusal kalibrasyon grafikleri elde edilmiştir ve üç ayrı derişim için RSD değerleri %10'dan küçük bulunmuştur. LOD değerleri E1, E2, E3 ve EE2 için sırasıyla 0.012, 0.062, 0.018 ve 0.693 ng L−1 olarak hesaplanmıştır. Gerikazanım değerleri %86.9–97.7 aralığında bulunmuştur. Bu hormonlar için düşük sınır derişimlere ulaşmada büyük hacimde örnek gereksinimi göz önüne alındığında, geliştirilen yöntem sayesinde aynı duyarlığa 10 mL örnek hacmi ile ulaşılabilmektedir.

In the present thesis, different chain length ionic liquids (ILs) were intercalated in the galleries of montmorillonite (MMT) clay and then, this novel nanofiller surface was utilized in micro extraction of estrogenic hormones for the first time. A fast procedure where sonication-assisted emulsification microextraction combined with vortex assisted micro-solid phase extraction (µ-SPE) was developed for the LC–MS/MS analysis of estrone (E1), 17 -estradiol (E2), estriol (E3) and ethynylestradiol (EE2). The parameters related to the µ-SPE procedure namely; pH, sorbent amount, extraction solvent type and volume, sonication and vortex time, sample volume and salt effect on the extraction efficiency were screened by applying Plackett–Burmann design. The selected parameters were then optimized by using Box–Behnken design. The method was validated for the determination of estrogenic hormone residues in river water samples. Linear calibration plots were obtained for all hormones whose regression coefficients were larger than 0.98. RSD values were found less than 10% for three levels of concentration. LOD levels were calculated as; 0.012, 0.062, 0.018 and 0.693 ng L−1 for E1, E2, E3 and EE2, respectively. Recovery values were calculated in the range of 86.9–97.7%. Considering large sample volumes required for attaining low limits of these hormones, present method provides an ease for analyst as 10 mL of the sample is adequate for achieving the same sensitivity.