Ανάπτυξη μεθόδων προσδιορισμού κυανοτοξινών και οργανικών ρύπων σε νερά με υγροχρωματογραφία - συζευγμένη φασματομετρία μαζών
Authors: Ζερβού Σεβαστή-Κυριακή 
Published: September 2021

Τα κυανοβακτήρια αναπτύσσονται στο υδάτινο περιβάλλον και κάτω από ευνοϊκές συνθήκες πολλαπλασιάζονται σχηματίζοντας έντονες ανθίσεις (blooms) ελευθερώνοντας συχνά στο νερό τοξικούς δευτερογενείς μεταβολίτες, τις κυανοτοξίνες που αποτελούν σημαντικό κίνδυνο για τα υδάτινα οικοσυστήματα, τους ταμιευτήρες πόσιμου νερού και την δημόσια υγεία. Οι κυανοτοξίνες είναι μία μεγάλη ομάδα ενώσεων με ποικίλες φυσικοχημικές ιδιότητες, χημικές δομές και τοξική δράση (ηπατοτοξικές, νευροτοξικές, δερματοτοξικές, κυτταροτοξικές). Οι κυανοτοξίνες κατηγοριοποιούνται κυρίως με βάση τη δομή τους σε κυκλικά πεπτίδια (όπως Microcystins, Nodularins), αλκαλοειδή (όπως Cylindrospermopsin, Anatoxin), λιποπολυσακχαρίτες και αμινοξέα. Οι περισσότερες μελέτες για την ανάλυση των κυανοτοξινών εστιάζουν στον προσδιορισμό μίας κατηγορίας κυανοτοξινών. Στην παρούσα εργασία αναπτύχθηκε μία γρήγορη, απλή και ευαίσθητη αναλυτική μέθοδος για τον ταυτόχρονο προσδιορισμό διαφορετικών κατηγοριών κυανοτοξινών (Cylindrospermopsin, Anatoxin-a, Nodularin, 12 Microcystins ([D-Asp3]MC-RR, MC-RR, MC-YR, MC-HtyR,[D-Asp3]MC-LR, MC-LR, MC-HilR, MC-WR, MC-LA, MC-LY, MC-LW και MC-LF), καθώς και των πολύ διαδεδομένων θαλάσσιων φυκοτοξινών Okadaic acid και Domoic acid στο νερό με μία μόνο ανάλυση. Ο προσδιορισμός των ενώσεων έγινε με υγροχρωματογραφία – συζευγμένη φασματομετρία μαζών (LC-MS/MS). Για την προκατεργασία του δείγματος και την αποτελεσματική εκχύλιση όλων των αναλυτών από το νερό αναπτύχθηκε μέθοδος εκχύλισης στερεάς φάσης (SPE), με διάταξη διπλού φυσιγγίου αποτελούμενη από Oasis HLB και Hyper PGC. Επιπλέον, αναπτύχθηκε μέθοδος για την ταυτόχρονη εκχύλιση διαφορετικών κατηγοριών κυανοτοξινών (Cylindrospermopsin, Anatoxin-a and Microcystins) από λυοφιλοποιημένη κυανοβακτηριακή βιομάζα, όπου μελετήθηκε η επίδραση διάφορων παραγόντων στην απόδοση της εκχύλισης. Οι αναπτυχθείσες μέθοδοι εφαρμόστηκαν αποτελεσματικά στην ανάλυση δειγμάτων από λίμνες της Ελλάδας, όπου ανιχνεύθηκε και ταυτοποιήθηκε για πρώτη φορά στον ελλαδικό χώρο η παρουσία των κυανοτοξινών Cylindrospermopsin, Anatoxin-a και ποικίλων Microcystins. Οι οργανικοί ρύποι του νερού, εκτός από φυσικής προέλευσης, είναι και επικίνδυνες ουσίες από ανθρωπογενείς δραστηριότητες. Στα πλαίσια της προστασίας του υδάτινου περιβάλλοντος και της δημόσιας υγείας εκδόθηκε η πιο πρόσφατη ευρωπαϊκή οδηγία (2013/39/ΕΕ) για τις ουσίες προτεραιότητας με αναθεωρημένα και αυστηρότερα πρότυπα ποιότητας περιβάλλοντος (ΠΠΠ) και με την απόφαση 2015/495/ΕΕ δημιουργήθηκε ο πρώτος κατάλογος επιτήρησης με αναδυόμενους ρύπους του νερού. Οι οδηγίες αυτές προτείνουν νέες στρατηγικές για την αντιμετώπιση της ρύπανσης του νερού και την ανάπτυξη νέων μεθόδων για την συστηματική παρακολούθηση των ρύπων του νερού. Στην παρούσα εργασία αναπτύχθηκε μία πολυδύναμη μέθοδος για τον προσδιορισμό 29 οργανικών ρύπων του νερού (17α-Ethinylestradiol, β-Estradiol, Diclofenac, Alachlor, Atrazine, Chlorfenvinphos, Chlorpyriphos, Diuron, Isoproturon, Simazine, Trifluralin, Pentachlorophenol, 2,4,6-Trichlorophenol, Azinphos-ethyl, Azinphos-methyl, Chlorotoluron, Cyanazine, Diazinon, Dimethoate, Ethion, Fenthion, Linuron, Malathion, Methidathion, Metribuzine, Monuron, Phosalone, Propazine και Triazophos) με LC-MS/MS, εκ των οποίων οι 13 περιλαμβάνονται είτε στις ουσίες προτεραιότητας είτε στον κατάλογο επιτήρησης και οι υπόλοιπες 16 είναι ευρέως χρησιμοποιηθέντα φυτοφάρμακα, πολλά εκ των οποίων έχουν απαγορευθεί. Για τον καθαρισμό του δείγματος και την προσυγκέντρωση των αναλυτών από το νερό, αναπτύχτηκε μέθοδος SPE επιτυγχάνοντας υψηλή ευαισθησία με LODs της τάξης των ng/L.