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Bestimmung von Triclosan in Gewässern
mittels polymerer SPE-Aufreinigung und HPLC mit massenspektrometrischem Nachweis

Olga Shimelis, Michael Halpenny, Ken Espenschied, Kristen Schultz

Reporter US Volume 32.2

Einleitung

Triclosan ist eine Chemikalie, die seit vielen Jahren als antibakterielles Mittel in vielen Seifen und einer Vielzahl anderer Verbraucher- und Körperpflegeprodukte verwendet wird. Aufgrund der weit verbreiteten Verwendung und des hohen Produktionsvolumens (mehr als 1 Million am. Pfund pro Jahr basierend auf einer Bewertung der US-Umweltbehörde EPA aus dem Jahr 1998) befasst sich die US-amerikanische Lebensmittel- und Arzneimittelbehörde FDA mit der "wissenschaftlichen und regulatorischen Überprüfung dieses Inhaltsstoffs"[1]. In den Jahren 2003-2004 wiesen die US-Zentren für Seuchenkontrolle die Chemikalie im Urin von 75 % der getesteten Personen nach[2]. Jüngste Tierstudien haben gezeigt, dass Triclosan eine potenziell endokrin wirksame Substanz ist. Was die Auswirkungen von Triclosan auf die Umwelt betrifft, so wurde die Chemikalie im Rahmen von Überwachungsprogrammen in vielen untersuchten Flüssen gefunden, in die sie über die Einleitungen von Kläranlagen eingeführt wird[3]. Triclosan wurde in die EPA-Methode 1694 aufgenommen, die für die Messung von pharmazeutischen und Körperpflegeprodukten mittels LC/MS/MS entwickelt wurde[4].

In dieser Studie wurde Triclosan in den Umweltproben der lokalen Wasserversorgung mit Hilfe der polymeren Supel™-Select HLB SPE für die Aufreinigung und einer Ascentis® Express C18 HPLC-Säule für den Nachweis ermittelt.

Versuch

Die Wasserproben wurden aus den Ableitungen der örtlichen Kläranlage entnommen. Die Proben wurden auch aus dem Bach etwa 370 Meter unterhalb der Einleitungsstelle entnommen.

Die Methode wurde durch Anpassung der EPA-Standardmethode 1694 für die Analyse von Triclosan und unter Verwendung von Supel-Select HLB SPE-Kartuschen (Bestell-Nr. Nr. 54182-U) entwickelt. Die Modifikationen an der Methode 1694 umfassten die Einführung eines alternativen Elutionsmittels – Acetonitril:Methanol im Verhältnis 1:1. Es war besser für die Elution des Analyten aus der HLB-Kartusche geeignet. Das Probenbeladungsvolumen wurde von 500 ml auf 50 ml reduziert und das Elutionsvolumen auf 3 ml statt der bei der Standardmethode verwendeten 6 ml. Die endgültige Methodik für den Nachweis von Triclosan ist in Abbildung 1 dargestellt.

Für die Gewässerproben wurden sowohl UV- als auch MS/MS-Nachweisverfahren getestet. Die höhere Konzentration von Triclosan im Eluent der Kläranlage ermöglichte den Nachweis durch UV, während die niedrigere Konzentration von Triclosan im Ableitungsstrom einen MS/MS-Nachweis für eine genaue Quantifizierung erforderte. Die HPLC-Methode wurde unter Einsatz der Ascentis Express C18 HPLC-Säule entwickelt. Die Fused-Core® Technologie ermöglichte eine gute Trennung des Triclosan-Peaks von den Hintergrundpeaks in den Proben, was zu schärferen Peaks und niedrigeren Nachweisgrenzen für Triclosan führte. Die Ascentis Express-Säulen ermöglichten die Trennung bei niedrigem Rückdruck mit vorhandenen HPLC-Geräten (es wurden Agilent® 1200 und Agilent 1100 Stacks verwendet).

Probenvorbereitungsverfahren für die Analyse von Wasserproben auf Triclosan mit Supel-Select HLB SPE 60 mg/3 ml

Abbildung 1.Probenvorbereitungsverfahren für die Analyse von Wasserproben auf Triclosan mit Supel-Select HLB SPE 60 mg/3 ml (54182-U).

Ergebnisse

Abbildung 2 zeigt die resultierenden UV-Chromatogramme der Wasserproben.
Abbildung 3 zeigt die MS/MS-Chromatogramme für die gleichen Wasserproben.

UV-Chromatogramme von Triclosan in Wasser bei 280 nm

Abbildung 2.UV-Chromatogramme von Triclosan in Wasser bei 280 nm.

BEDINGUNGEN: Säule: Ascentis Express C18, 15 cm x 2,1 mm ID, 2,7 µm (53825-U); mobile Phase: 40 % Methanol, 40 % Acetonitril, 20 % Kaliumphosphat tribasisch , pH 2,5; Fließrate: 0,150 ml/min; Temperatur: 30 °C; Detektor: UV 280 nm; Säulendruck: 112 bar; Dosierung: 10,0 µl; Gerät: Agilent 1200 Serie HPLC-UV

LC/MS/MS-Chromatogramme von Triclosan in Wasser

Abbildung 3.LC/MS/MS-Chromatogramme von Triclosan in Wasser.

BEDINGUNGEN: Säule: Ascentis Express C18, 15 cm x 2,1 mm ID, 2,7 µm (53825-U); mobile Phase: 40 % Methanol, 40 %Acetonitril, 20 % wässrige Ameisensäure 0,1 %; Fließrate: 0,150 ml/min; Temp.: 30 °C; Detektor: Q1/Q3 286,8/35,0 ESI negativ; Dosierung: 10,0 µl; Gerät: Agilent 1100/1200 HPLC und AB SCIEX QTRAP® 3200

Diskussion

Die Nachweisgrenze für Triclosan bei Einsatz der UV-Methode wurde bei Verwendung einer 50 ml großen Wasserprobe auf 100 ng/L geschätzt. In der EPA-Methode 1694 wurde die Nachweisgrenze für Triclosan mit 94 ng/L bei 500 ml SPE-Ladevolumen und MS/MS-Nachweis angegeben. Die Verwendung der Ascentis Express-Säule führte zu schärferen Peaks und ermöglichte es, die niedrige Nachweisgrenze mit einer weniger empfindlichen UV-Nachweistechnik zu erreichen.

Die Konzentration von Triclosan in der Probe aus der Kläranlage war mit etwa 1000 ng/L hoch. Diese Konzentration war mit der UV-Methode leicht nachweisbar. Die MS/MS-Methode bestätigte, dass die UV-Methode ein korrektes Konzentrationsergebnis lieferte.

In den 370 Meter flussabwärts entnommenen Proben wurden die Triclosanwerte durch das Bachwasser weiter verdünnt, was zu Ergebnissen führte, die unter der Nachweisgrenze für die UV-Methode lagen. Die MS/MS-Methode ermöglichte den Nachweis von Triclosan im Bach unterhalb der Einleitung der Kläranlage. Die Nachweisgrenze für Triclosan mit der MS/MS-Methode wurde bei Einsatz einer 50 ml Wasserprobe auf 50 ng/l geschätzt.

Tabelle 1.Ergebnisse der Methodenvalidierung von Triclosan in Wasser (n=3).
Tabelle 2.Ergebnisse für die Identifizierung von Triclosan in Gewässern (n=3).

Schlussfolgerungen

Es wurde eine Methode zum Nachweis von Triclosan in Gewässerproben entwickelt, bei der die Supel Select SPE-Aufreinigung und ein praktisches Probenvolumen von 50 ml zum Einsatz kommen. Eine Fused-Core Ascentis Express C18 HPLC-Säule ermöglichte schärfere Peaks und niedrigere Nachweisgrenzen bei geringem Rückdruck und wurde in bestehenden HPLC-Systemen eingesetzt. Triclosan wurde in der Ableitung der Kläranlage sowohl mit UV- als auch mit MS/MS-Methoden bei etwa 1000 ng/l nachgewiesen. Triclosan war in Bachwasser in einer Konzentration von 63 ng/l vorhanden und musste in dieser Konzentration mit MS/MS nachgewiesen werden.

Literatur

  1. http://www.fda.gov/forconsumers/consumerupdates/ucm205999.htm
  2. http://www.dailyfinance.com/2010/04/09/fda-epa-to-review-safety-ofcommon-antibacterial-ingredient/
  3. http://www.epa.gov/oppsrrd1/REDs/factsheets/triclosan_fs.htm
  4. US EPA Methode 1694 "Pharmaceutical and personal care products in water, soil, sediment and biosolids by HPLC/MS/MS" http://water.epa.gov/scitech/methods/cwa/bioindicators/upload/2008_01_03_methods_method_1694.pdf

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