PŘÍPRAVA VZORKŮ BIOLOGICKÉHO PŮVODU PRO SPECIAČNÍ ANALÝZU RTUTI POMOCÍ PLYNOVÉ A KAPALINOVÉ CHROMATOGRAFIE

Význam tématu

Rtuť je toxický prvek, který se v životním prostředí vyskytuje v různých chemických formách lišících se toxicitou a biotransformacemi. Speciační analýza umožňuje rozlišit anorganické a organické formy rtuti (zejména methylrtuť), jejichž přesné stanovení je zásadní pro hodnocení rizik v ekologii, potravinářské bezpečnosti a zdravotní ochraně.

Cíle a přehled studie / článku

Článek shrnuje postupy přípravy vzorků biologického původu pro speciační analýzu rtuti pomocí plynové a kapalinové chromatografie. Popisuje kroky od odběru a uchování vzorků, přes izolaci jednotlivých specií rtuti, až po jejich separaci a detekci.

Použitá metodika a instrumentace

Metody přípravy vzorků:

• Odběr do čistých nádob z borosilikátového skla, PTFE nebo PET s okyselením (HCl, HNO₃) a/nebo přídavkem komplexantů (L-cystein, 2-merkaptoethanol).
• Uchování vzorků zamražením, lyofilizací nebo v temnu při nízké teplotě.
• Izolace specií rtuti:
  
  • Kyselinná extrakce (HCl, HNO₃) s maskováním nežádoucích kovů (EDTA, citrát).
  • Alkalická hydrolýza (KOH, TMAH) s podporou ultrazvuku nebo mikrovlnného pole.
  • Organická extrakce (toluen, dichlormethan) případně SPME.
• Derivatizace pro GC:
  
  • Alkylace Grignardovými činidly (butyl-MgCl).
  • Reakce s tetraalkylboritany (tetraethyl-, tetrapropyl-, tetrafenylboritan sodný).

Instrumentace:

• Plynová chromatografie (GC) na kapilárních kolonách (SE-54, CP-SIL, DB-5).
• Kapalinová chromatografie (LC) na obrácené fázi (C-18, C-8) s mobilními fázemi obsahujícími methanol, acetonitril, pufry a thiolové modifikátory.
• Detektory:
  
  • Atomová fluorescenční spektrometrie (AFS, CV-AFS).
  • Atomová absorpční spektrometrie (AAS, MIP-AAS).
  • Hmotnostní spektrometrie (ICP-MS, CV-ICP-MS, EC-MS).

Hlavní výsledky a diskuse

Byly porovnány materiály nádob (PE, PET, PTFE, borosilikátové sklo), vliv pH, iontové síly, přítomnosti bakterií, světla a opakovaného rozmrazování na stabilitu AnorgHg a MethylHg. Nejmenší ztráty a konverze jsou v nádobách z borosilikátového skla či PTFE/PET. Kyselinná extrakce s L-cysteinem nebo 2-ME minimalizuje adsorpci a podporuje kvantitativní izolaci. Mikrovlnná a ultrazvuková podpora zkracují dobu extrakce. Derivatizace tetraalkylboritany poskytuje termostabilní deriváty vhodné pro citlivou detekci GC.

Přínosy a praktické využití metody

Standardizované postupy přípravy a analýzy rtuti umožňují spolehlivou detekci stopových a ultratopových koncentrací specií v biologických matricích (ryby, korýši, maso, mléčné a obilné výrobky, krev). Výsledky podporují monitorování znečištění, posuzování expozice a regulace potravinových řetězců.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Miniaturizované extrakční techniky (SPME, mikrofluidika).
• Integrované on-line systémy pro rychlou speciační analýzu.
• Nové stacionární fáze a selektivní derivatizační činidla.
• Hyphenace LC–MS/MS pro simultánní stanovení více kovových specií.

Závěr

Účinná speciační analýza rtuti vyžaduje kompaktní postup od odběru vzorků až po detekci s ohledem na minimalizaci ztrát a konverzí specií. Kombinace vhodného skladování, extrakce, derivatizace a hyphenovaných chromatografických metod poskytuje vysoce citlivé a selektivní stanovení anorganické, methyl-, ethyl- i fenyl-rtuti.

Reference

• Pacyna E. G., Pacyna J. M., Sundseth K., Munthe J., Kindbom K., Wilson S., Steenhuisen F., Maxson P.: Atmos. Environ. 44, 2487 (2010).
• Feldman J., Salaun P., Lombi E.: Environ. Chem. 6, 275 (2009).
• Harrington C. F., Clough R., Hansen H. R., Hill S. J., Pergantis S. A., Tyson J. F.: J. Anal. At. Spectrom. 24, 999 (2009).
• Choi A., Cordier S., Weihe P., Grandjean P.: Crit. Rev. Toxicol. 38, 877 (2008).
• Ullrich S. M., Tanton T. W., Abdrashitova S. A.: Crit. Rev. Environ. Sci. Technol. 31, 241 (2001).
• Merritt K. A., Amirbahman A.: Earth-Sci. Rev. 96, 54 (2009).
• Munthe J., Lyvén B., Parkman H., Lee Y. H., Iverfeldt A., Haraldsson C., Verta M., Porvari P.: Water, Air, Soil Pollut.: Focus 1, 385 (2001).
• Millour S., Noël L., Kadar A., Chekri R., Vastel Ch., Sirot V., Leblanc J. C., Guérin T.: Food Chem. 126, 1787 (2011).
• Moreda-Pineiro J., Moreda-Pineiro A., Romarís-Hortas V., Moscoso-Pérez C., López-Mahía P., Muniategui-Lorenzo S., Bermejo-Barrera P., Prada-Rodríguez D.: Trends Anal. Chem. 30, 324 (2011).
• Tseng C. M., Amouroux D., Brindle I. D., Donard O. F. X.: J. Environ. Monit. 2, 603 (2000).