Vízminták szennyezői a környezetben Gyógyászati és háztartásban használt higiéniás termékek Pharmaceuticals and Personal Care Products (PPCPs)  emberi.

Az előadások a következő témára: "Vízminták szennyezői a környezetben Gyógyászati és háztartásban használt higiéniás termékek Pharmaceuticals and Personal Care Products (PPCPs)  emberi."— Előadás másolata:

1 Vízminták szennyezői a környezetben Gyógyászati és háztartásban használt higiéniás termékek Pharmaceuticals and Personal Care Products (PPCPs)  emberi és állatorvosi használatban lévő gyógyszerek (vényköteles és vény nélküli)  antibiotikumok  szteroidok és hormonok  diagnosztikai anyagok  illatanyagok  UV szűrők  tartosítószerek (különböző parabének)

2 A PPCPk nem szabályozott vízszennyezők- általánosságban Egy átlagos felnőtt naponta több, mint 100 különféle szintetikus adalékanyaggal kerül érintkezésbe és ezen hatások összeadódnak A Washingtoni Környezetvédelmi Munkacsoport (EWG) adatbázisa több, mint 14,800 ilyen vegyületet tartalmaz Az Egyesült Királyságban (2000) a receptre felírt leggyakrabban használt 25 hatóanyag mindegyike ≥ 10 t/év A három legfőbb: acetaminofen, metformin, ibuprofén ≥ 100t/év 2006- ban Magyarországon több,mint10 millió doboz nem szteroid típusú gyulladásgátló fogyott. Fastum gél, Aleve, Nurofen, Cataflam, Algoflex

3 ? ? A gyógyszermaradványok sorsa Budapesten 300 000 m 3 naponta 300 000 m 3 naponta

4 Diklofenák toxikus hatása  Prof. J. Lindsay Oaks és munkatársai (Washington állami egyetem) azt állapították meg, hogy a nagymértékű populációcsökkenés szorosan összekapcsolható a diklofenák mérgezéssel (“Diclofenac Residues as the Cause of Vulture Population Decline in Pakistan,” Nature, 28 January 2004).  Ennek oka, hogy Indiában a szarvasmarháknál alkalmazták a diklofenákot, és ezen állatok elhullott tetemei a keselyűk fő táplálékforrása volt és így bekerült a biológiai táplálékláncba is.  2005- től Indiában az állatorvosi kezeléseknél diklofenák helyett ketoprofént és meloxikamot kezdtek el használni.  Az 1990-es évek elején azt tapasztalták Dél- Ázsiában, főleg Pakisztán, Nepál és India területén, hogy drámaian lecsökkent a fehérhátú keselyűpopuláció (97 %).

5 A nem-szteroid gyulladáscsökkentők szerkezete Ibuprofén Naproxén Ketoprofén Diklofenák

6 A víz Létfontosságú (az ember közel 60-80 %-a víz) A Föld vízkészletének 97 %-a tengervíz, ami fogyasztásra alkalmatlan A vízkészlet közel 1 %-a áll rendelkezésre a fogyasztók, mezőgazdaság és az ipar számára (folyók, víztározók, talajvízforrás) 2025-re akár az emberiség 2/3-a küzdhet vízhiánnyal

7 Szennyvíz beáramlása a természetes vizekbe A folyókba és tavakba 300 milliárd liter szennyvíz kerül. Évente több mint 120 millió tonna mosószert és kozmetikumot használunk fel. A budapesti szennyvíz kb. 51 %-a tisztított csak.

8 Szennyvíz befolyóban: Csak az eredeti gyógyszermolekulát (1-10%)? Az eredeti drog és metabolitjai, illetve konjugátumai összegét? Szennyvíz kifolyóban: gyógyszermolekula maradványok biodegradáció termékei (mikrobiális metabolizáció) szennyvíz iszapon adszorbeált komponensek Felszíni vizek, talajvíz Mit mérünk valójában?

9 Mintaelőkészítés Minta 3 L víz ivóvíz szennyvíz Duna víz Szűrés 1,60 µm pórusátmérőjű üvegszürő papíron pH beállítás pH 4 3., Elúció A B C n-hexán etil –acetát metanol (5 ml) (5 ml) (14ml) Szilárd fázisú extrakció (SPE) Oasis HLB szorbens 1., Kondicionálás A B C D n-hexán etil –acetát metanol deszt.víz (5 ml) (5 ml) (10ml) (10ml) Kétlépcsős származékká alakítás GC-MSGC-MS-MS Gázkromatográfiás mérés tömegspektrometriás detektálással Minták szárazra párolása 2., Mintafelvitel

10 Szilárd fázisú extrakció – Solide Phase Extraction (SPE)

11 Lépések

12

13 SPE töltetek Fordított fázisú C18, C8, C6, C4, C2 Normál fázisú Szilikagél, aluminium-oxid, diol, amino, ciano, fenil Ioncserés SAX, SCX Polimer gyanták Sztirol-divinil-benzol kopolimer Oasis HLB Vegyes Fordított fázis + ioncserés, Oasis MCX, Oasis MAX

14

15 Pore Size (nominal): 80 Å Particle Size: 30 µm [or 60 µm for LP grade] Surface Functionality: m-Divinylbenzene & N- vinylpyrrolidone copolymer Oasis® HLB (hydrophilic-lipophilic-balance)

16 1, Töltet tömeg (bed mass) Szilika – töltet tömeg 5%-a a kapacítása (100 mg – 5 mg anyagot köt). Polimer töltetek – nagyobb felület → nagyobb kapacitás (2-3×) → 10- 15% 2, Töltet térfogat = pórusok közötti tér + pórustérfogat Kondicionálás, mosás és eluálás térfogata = 4-8 × töltet térfogatnak Szilika – 150 μl/100mg ~ 1,2 ml Polimer – 250 μl/100mg ~ 2 ml

17 Oszlopok előkészítése extrakcióra A vizek pH értékének beállítása Az extrakció Az extraktumot tartalmazó oszlopok szárítása

18 Mintaelőkészítés (1L → 3L) Dúsítási faktor: max. 3x Mintabeviteli lépés (nagy térfogatú mintainjektálás) Analizálandó minta mennyisége: max. 10-100x Detektálás (MS/MS alkalmazása) Kimutatási határ csökkentése: irodalom alapján 10x (??) GC-MS nyomanalitikai feladatok megoldásának lehetőségei

19 GC-MS-MS módszer optimálása: 1. Megfelelő szülő -ion kiválasztása 2.CID (collision-induced dissociation) feszültség optimálása 3.Egyéb paraméterek beállítása AGC Target Ion time Prescan Filament Isolation window Scan sebesség beállítása Multiplier offset

20 Célvegyületek, Duna mikroszennyezői I. Benzoesav származékok benzoic acid salicylic acid 3-OH-benzoic acid 4-OH-benzoic acid 2,5-dihydroxybenzoic acid phenylacetic a. 2- pheylpropionic a. methylparaben ethylparaben 4-OH-phenylacetic a. 3-(4-OH-phenyl)prop. a clofibric acid gemfibrozil metoprolol paracetamol Á. Sebők, A. Vasanits-Zsigrai, A. Helenkár, Gy. Záray, I. Molnár-Perl, J. Chromatogr. A 1216 (2009) 2288-2301.

21 II. Egyéb gyógyszerek, műanyagipari lágyítók, hormonok fenofibrate karbamazepin propranolol koffein fenoprofen dibutyl phthalate diethylhexyl phthalate Β-estradiol 2,4-ditert.-butylphenol methotrimeprazine cholesterol

22 III. C 16 és C 18 zsírsavak palmitoleic acid linoleic acid oleic acid stearic acid palmitic acid

23 Koelúció: Ibuprofen + 4- Hidroxi-benzoesav Ibuprofen 4-Hidroxi-benzoesav Ibuprofen 4-Hidroxi-benzoesav Koelúció: Ibuprofen + 4-Hidroxi- benzoesav Ibuprofen 4-Hidroxi-benzoesav Ibuprofen 4-Hidroxi-benzoesav Ibuprofen és 4-Hidroxi-benzoesav elválasztása (66 és 45 pg injektált mennyiség esetén, standard oldatban

24 Visszanyerés : 90-110% (RSD% 10% alatt) kivétel: zsírsavak, 2,4 diterc butil fenol… LOQ: 0,06 ng/L -től – 26 ng/L –ig (TIC-hez képest 8-20-szoros alacsonyabb kimutatási határ) Linearítás: (1 ng/L -től – 15 µg/L -ig) R 2 :0,9914-0,9997 Analitikai teljesítmény-jellemzők: