دی متیل استامید (N,N-dimethylacetamide ) از سال 2011 توسط اتحادیه اروپا به لیست مواد بسیار خطرناک (SVHC) اضافه شد، زیرا اثر سمی بودن آن بر سیستم تولید مثل مشاهده شد. امروزه از دستگاه Shimadzu GCMS TQ8050 NX برای تشخیص و کمی سازی DMAc در نمونه آب استفاده می شود. با استفاده از حساسیت برتر دستگاه GCMS-TQ8050 NX، می توان از مرحله وقت گیر تغلیظ نمونه پس از استخراج مایع-مایع صرف نظر کرد. این ماده به طور گسترده در صنایع مختلف استفاده می شود:
- در بخش نیمه هادی، معمولاً در محلول حذف نور مقاوم برای لیتوگرافی یافت می شود.
- این به عنوان افزودنی های الکترولیت در باتری لیتیوم یون برای افزایش عملکرد آن معرفی شده است.
- همچنین در تولید الیاف اکریلیک در صنعت نساجی به شدت استفاده می شود.
در نتیجه، DMAc ممکن است به طور تصادفی یا غیرقانونی در آب های مجاور تخلیه شود، از این رو آب شیرینی را که برای تولید آب آشامیدنی قابل حمل است، آلوده کند.
شکل (1) ساختار شیمیایی و وزن مولکولی دی متیل استامید
مطالعه‌ای که روی موش‌های صحرایی انجام شد نشان داد که با 400 mg/kg وزن بدن در روز، DMAc می‌تواند به رشد جنین آسیب برساند. علاوه بر این، (dimethylacetamide (DMAc نیز باعث آسیب کبدی می شود. به طور خلاصه، تخلیه از صنایع به محیط زیست و بدنه های آبی در نزدیکی منطقه صنعتی باید از نظر DMAc به دقت نظارت شود تا از سلامت عمومی محافظت شود.
شرایط اندازه گیری پایش دی متیل استامید در ماتریس کمپلکس آب با دستگاه TQ-8050 شیمادزو
تجزیه و تحلیل با استفاده از دستگاه Shimadzu GCMS-TQ8050 NX و اتوسمپلر AOC™-20i+s Plus انجام شد.
جدول [1] پارامترهای GCMS برای پایش دی متیل استامید در ماتریس کمپلکس آب با دستگاه TQ-8050 Shimadzu
| Linear Velocity | Flow Control Mode |
| 42 cm/s | Linear Velocity |
| Splitless | Injection Mode |
| 200 oC | Injection Port Temp. |
| 1 µL | Injection Volume |
| Helium | Carrier Gas |
| SH-PolarD Cap. Column (30 m long, 0.25 mm I.D., 0.25 μm df) [P/N: 221-75981-30] |
Column |
| Initial Temp 40 oC (hold for 2 min) – Increase to 210 oC with a rate of 20 oC/min (hold 2 min) |
Column Oven Temp. Program |
| 200 oC | Ion Source Temp |
| 200 oC | Interface Temp |
| 4 min | Solvent Cut Time |
| MRM | Acquisition Mode |
| 0.3 | Event Time (sec) |
| 87.10 > 45.10, CE 6 (Target ion) 87.10> 43.00, CE 21 (Reference Ion) |
MRM Transitions and Collision Energies |
همچنین در شکل (2)، جزئیات شرایط تحلیلی در جدول [1] نشان داده شده است.
شکل (2) دستگاه GCMS-™8050 NX همراه با AOC™-20i+s Plus
استانداردهای پایش دی متیل استامید در ماتریس کمپلکس آب با دستگاه TQ-8050 شیمادزو
جهت پایش DMAc در ماتریس کمپلکس آب با دستگاه اسپکترومتر جرمی TQ8050 شیمادزو یکسری استانداردها را باید در نظر بگیریم:
محلول استوک استاندارد DMAc 1 (10000 ppm) در DCM
100.0 میلی گرم DMAc را به یک بالن با حجم 10 میلی لیتر منتقل کنید، سپس 2 میلی لیتر دی کلرومتان (DCM) اضافه کنید و همگن کنید. فلاسک حجمی را تا علامت DCM پر کنید و مخلوط را دوباره ورتکس کنید.
محلول استوک استاندارد DMAc 2 (100 ppm) در DCM
1 میلی لیتر از DCM را به یک فلاسک حجمی 10 میلی لیتری منتقل کنید، سپس 100 میکرولیتر از محلول استوک استاندارد DMAc 1 را اضافه کنید.
محلول استوک استاندارد DMAc 3 (10000 ppm) در آب
100.0 میلی گرم DMAc را به یک فلاسک حجمی 10 میلی لیتری منتقل کنید، سپس 2 میلی لیتر آب فوق خالص اضافه کنید و همگن کنید. فلاسک حجمی را تا نقطه علامت با آب فوق خالص پر کنید و مخلوط را دوباره ورتکس کنید.
محلول استوک استاندارد DMAc 4 (100ppm) در آب
1 میلی لیتر آب فوق خالص را به یک فلاسک حجمی 10 میلی لیتری منتقل کنید، سپس 100 میکرولیتر محلول استوک استاندارد DMAc 3 را اضافه کنید. فلاسک حجمی را تا نقطه علامت با آب فوق خالص پر کنید و مخلوط را ورتکس کنید.
آماده سازی محلول های کالیبراسیون
محلول های استاندارد کالیبراسیون را مطابق با موارد گفته شده در جدول [2] آماده کنید.
تهیه نمونه برای پایش دی متیل استامید با دستگاه TQ-8050 شیمادزو
از نمونه آب رودخانه به عنوان نمونه ای از ماتریس آب برای آزمایش DMAc از دستگاه GCMS TQ8050 NX شیمادزو استفاده شد. از آنجایی که ممکن است حاوی بسیاری از مواد آلی و معدنی باشد، ماتریس کمپلکس آب رودخانه آن را به یک گزینه ایده آل برای نشان دادن استحکام روش پیشنهادی تبدیل می کند.
آماده سازی نمونه آب رودخانه برای پایش دی متیل استامید با دستگاه TQ-8050 شیمادزو
5 میلی لیتر آب رودخانه را به یک لوله سانتریفیوژ 15 میلی لیتری انتقال دهید، سپس 100 میکرولیتر NaOH 1N اضافه کنید. مطمئن شوید که PH نمونه بیش از 7 باشد. 2 گرم نمک طعام اضافه کنید و محلول را به مدت 15 دقیقه ورتکس کنید. 2 میلی لیتر DCM را به مخلوط آبی اضافه کنید و محلول را به مدت 1 ساعت ورتکس کنید تا آنالیت هدف (DMAc) استخراج شود.
لایه آبی بالایی را بردارید و دوباره آن را با 1 میلی لیتر DCM استخراج کنید (با چرخاندن آن به مدت 15 دقیقه). مرحله استخراج مجدد را دوباره با 1 میلی لیتر DCM تکرار کنید. لایه های آلی را ترکیب کرده و با Na2SO4 خشک کنید. لایه های آلی ترکیبی خشک شده را برای تجزیه و تحلیل GCMS به ویال GC منتقل کنید.
جدول [2] مراحل آماده سازی محلول های استاندارد کالیبراسیون
| Final concentration / ppm | Final volume / µL | DCM Volume / µL | Preparation | Level |
| 10 | 1000 | 900 | 100 µL from DMAc | 5 |
| 5 | 1000 | 500 | Standard Stock Solution 2 | 4 |
| 1 | 1000 | 900 | 500 µL from Level 5 | 3 |
| 0.5 | 1000 | 900 | 100 µL from Level 5 | 2 |
| 0.1 | 1000 | 900 | 100 µL from Level 3 | 1 |
جدول [3] نتایج پایداری سیستم برای استانداردهای کالیبراسیون مختلف
| %RSD# | Std. Dev.* | Std. Dev.* | Area | Level | Injection |
| 3% | 11063 | 319.35 | 11278 | 1 | 1 |
| 11079 | 1 | 2 | |||
| 11349 | 1 | 3 | |||
| 11306 | 1 | 4 | |||
| 10556 | 1 | 5 | |||
| 10807 | 1 | 6 | |||
| 2% | 97771 | 1620.78 | 99385 | 3 | 1 |
| 96056 | 3 | 2 | |||
| 99287 | 3 | 3 | |||
| 98659 | 3 | 4 | |||
| 95658 | 3 | 5 | |||
| 97579 | 3 | 6 | |||
| 4% | 894822 | 35901.58 | 922495 | 5 | 1 |
| 930291 | 5 | 2 | |||
| 908043 | 5 | 3 | |||
| 908154 | 5 | 4 | |||
| 854741 | 5 | 5 | |||
| 845206 | 5 | 6 |
*نتایج به 2 رقم اعشار گرد می شوند. #نتایج به نزدیکترین درصد گرد می شوند.
آماده سازی آب رودخانه با 2 پی پی ام DMAc برای پایش دی متیل استامید با دستگاه TQ-8050 شیمادزو
5 میلی لیتر آب رودخانه را به یک فلاسک حجمی 10 میلی لیتری انتقال دهید. 200 میکرولیتر محلول استوک استاندارد DMAc 4 اضافه کنید. فلاسک حجمی را با آب رودخانه پر کرده و همگن کنید.
نتایج پایش دی متیل استامید در ماتریس کمپلکس آب با دستگاه اسپکترومتر جرمی TQ-8050 شیمادزو
پس از بررسی های لازم به نتایجی از این پایش رسیدیم که در ادامه آن نتایج را مشاهده می کنید:
پایداری دستگاه اسپکترومتر جرمیTQ-8050 شیمادزو
نتایج تزریق مکرر (n=6) استانداردهای کالیبراسیون در سطوح 1، 3 و 5 برای ارزیابی پایداری سیستم استفاده شد. نتایج به‌دست‌آمده در جدول [3] خلاصه شده است. مشاهده می‌شود که سطح پیک %RSD تزریق‌های مکرر تنها بین 2 تا 4 درصد است.
این نتایج دقیق، قابلیت اطمینان ابزارهای شیمادزو را با موفقیت نشان داد و از تولید داده‌های سازگار و قابل اعتماد اطمینان داد. شکل (3a-c) کروماتوگرام جرمی MRM محلول های استاندارد کالیبراسیون را نشان می دهد. سیگنال‌های انتقال قوی و متمایز MRM (87.00>45.10 و 87.00>43.10) مشخصه DMAc مشاهده شد.
شکل (3a-c) کروماتوگرام جرمی MRM استانداردهای کالیبراسیون: به ترتیب 0.1 ppm (سطح 1)، ppm 1.0 (سطح 3) و ppm 10 (سطح 5)
نمودارهای کالیبراسیون
نمودارهای کالیبراسیون به‌دست‌آمده برای آزمایش‌های مشخصه‌ای، همانطور که در شکل (4a-b) نشان داده شده است، توسط 2 شیمیدان مختلف در 2 روز مختلف تهیه شده است. R2 برای هر دو نمودار کالیبراسیون حداقل 0.999 مشاهده شد که نشان دهنده رابطه خطی بالا بین مساحت پیک شناسایی شده و غلظت های شناخته شده DMAc در محلول استاندارد کالیبراسیون است.
شکل (4a-b) نمودارهای کالیبراسیون تجزیه و تحلیل نمونه آب رودخانه بادستگاه اسپکترومتر جرمی TQ-8050 شیمادزو
نتایج کمی حاصل با دستگاهTQ-8050 شیمادزو
مشابه طرح های کالیبراسیون فوق، نمونه آب رودخانه در دو آزمایش که توسط دو شیمیدان مختلف در 2 روز مختلف انجام شد، کمی سازی شد. استخراج 3 بار به صورت موازی (n=3) برای هر تلاش تکرار شد. چنین طراحی آزمایشی تعیین دقت متوسط پروتکل را برای نشان دادن قابلیت اطمینان فناوری Shimadzu تسهیل می کند. DMac در هر دو تلاش شناسایی نشد. شکل (5a) کروماتوگرام یکی از تلاش ها را نشان می دهد.
برای تعیین دقت روش ما، آزمایش با نمونه آب رودخانه با 2ppm DMAc تکرار شد. سپس نمونه مشخص شده تحت همان فرآیند استخراج و مورد آنالیز قرار گرفت. شکل (5b) کروماتوگرام به دست آمده برای نمونه مشخص شده را نشان می دهد و جدول [4] نتایج را برای کمی سازی، دقت (تکرارپذیری در n=3) و % Spike آزمایش خلاصه می کند.
شکل (5a-b) کروماتوگرام جرمی MRM از آب رودخانه غیراسپایک و آب رودخانه اسپایک شده (2ppm DMAc)
Spike آزمایشات (6=n) بین 111 تا 117 درصد مشاهده شد. دقت متوسط کلی آزمایش (6=n) که در طول 2 روز پخش شد، 2 درصد مشاهده شد جدول [5] این داده‌ها شواهد قوی ارائه می‌کنند که نشان می‌دهد پروتکل پیشنهادی Spike عالی و استحکامی برای تشخیص DMAc دارد. داده ها همچنین به وضوح عملکرد بی نظیر دستگاه GCMS-TQ8050 NX شیمادزو را در انجام کمی سازی در ماتریس های کمپلکس نشان دادند.
محاسبه غلظت نهایی DMAc شناسایی شده در نمونه مشخص شده در جدول [4]
محاسبه غلظت نهایی DMAc شناسایی شده در نمونه مشخص شده در جدول [4] به شرح زیر است:
جدول [4] کمیت، دقت و درصد Spike آب رودخانه با 2 ppm
| %RSD# | Std. Dev. * /ppm | Average* /ppm |
%Recovery# | Final Conc. Corrected with Dilution Factor* /ppm |
Conc. Obtained from Calibration plot /ppm |
Theoretical Concentration /ppm |
Day | Chemist |
| 1% | 0.015 | 2.335 | 117% | 2.350 | 2.93719 | 2 | 1 | A |
| 116% | 2.320 | 2.90045 | ||||||
| 117% | 2.334 | 2.91808 | ||||||
| 2% | 0.036 | 2.259 | 111% | 2.223 | 2.77839 | 2 | 2 | B |
| 113% | 2.261 | 2.82635 | ||||||
| 115% | 2.294 | 2.86753 |
جدول [5] دقت متوسط بر اساس داده های جدول [4]
| %RSD# | Std. Dev.*/ppm | Theoretical Concentration/ppm |
Theoretical Concentration/ppm |
| 2% | 0.048 | 2.297 | 2 |
*نتایج به 3 رقم اعشار گرد می شوند. #نتایج به نزدیکترین درصد گرد می شوند.
انتخاب پذیری سیستم MRM دستگاه TQ-8050 شیمادزو
در مرحله اولیه بهینه‌سازی، نمونه آب با استفاده از GCMS چهارگانه از طریق حالت SIM آنالیز شد. شکل (6) کروماتوگرام جرمی SIM ،DMAc را نشان می دهد (نمونه با 1ppm DMAc مشخص شد). همانطور که نشان داده شد، سهم پس زمینه قابل توجهی از ماتریس مشاهده شد. همچنین مشاهده شد که در حالت SIM، نسبت یون های مرجع به دلیل ماتریس پس زمینه به طور گسترده ای متفاوت است. این باعث می شود شناسایی DMAc در نمونه آب با ماتریس های کمپلکس چالش برانگیز باشد.
شکل (6) کروماتوگرام SIM برای ماتریس های آب کمپلکس با دستگاه Shimadzu GCMS-TQ8050 NX
با مقایسه شکل (6) و شکل (7)، انتخاب پذیری استفاده از تکنیک MRM چهار قطبی سه گانه نسبت به آنالیت مورد علاقه در نمونه ماتریس کمپلکس آشکار می شود. شایان ذکر است که مقدار DMAc در نمونه مورد استفاده برای بدست آوردن کروماتوگرام جرمی SIM در شکل (6)، 50 برابر بیشتر از شکل (7) بود.
نمونه در شکل (7) با رقیق کردن 100 بار نمونه مشخص شده شکل (5b) در DCM (20ppb) به دست آمد، سپس با استفاده از تکنیک MRM آنالیز شد.
همانطور که در شکل (7) نشان داده شده است، تداخل های ناچیز از ماتریس پس زمینه مشاهده شد. در واقع، شناسایی پیک DMAc با غلظت کمتر 20 ppb با استفاده از حالت MRM در شکل (7) آسان تر از نمونه متمرکزتر در شکل (6) با استفاده از حالت SIM بود. کیفیت کروماتوگرام به دست آمده برای شکل (7) از آنهایی که با استفاده از استانداردهای خالص به دست آمده اند قابل تشخیص نیست شکل (3a-c).
با توجه به انتخاب پذیری بالای MRM و روش ساده آماده سازی نمونه با استفاده از آزمایشگاه عمومی، طیف گسترده ای از نمونه های ماتریس های نمونه آب مختلف را می توان با استفاده از روش پیشنهادی به راحتی آنالیز کرد. با این وجود، درصد Spike ماتریس های مختلف باید مورد مطالعه قرار گیرد.
شکل (7) کروماتوگرام MRM به دست آمده با دستگاه GCMS شیمادزو برای نمونه در شکل (5b) رقیق 100X (20 ppb DMAc)
این مقاله کاربردی، توانایی دستگاه Shimadzu GCMS-TQ8050 NX را از طریق تشخیص و کمی سازی DMAc در ماتریس های کمپلکس نشان داده است. برتری خطی نمودار کالیبراسیون، انتخاب پذیری، دقت روش و حساسیت دستگاه GCMS-TQ8050 NX شیمادزو، این دستگاه را به یک دستگاه ایدال در جهت آنالیز DMAc تبدی کرده است.
شرکت ری نور آزما به ارائه انواع دستگاه ها و تجهیزات آزمایشگاهی مانند دستگاه اسپکترومتر جرمی با طیف وسیعی از برند های برتر جهان می پردازد. کارشناسان مجرب شرکت ری نور آزما آماده پاسخگویی به سوالات شما عزیزان در زمینه خرید و ارائه خدمات فنی می باشند.
