Rapid Sample Preparation for Determination of PAHs in Wild-Caught Avian Eggs Utilizing QuEChERS Extraction and Ostro Pass-through 96-well Plate Cleanup Followed by UPLC-UV Analysis

Význam tématu

Polycyklické aromatické uhlovodíky (PAH) představují toxické a karcinogenní látky, které se díky své lipofilní povaze akumulují zejména v ptačích vejcích. Monitorování jejich obsahu včetně složitých biologických matric je zásadní pro posouzení rizika kontaminace životního prostředí a ohrožených druhů.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo navrhnout a validovat rychlý, citlivý a vysokoprůchodový postup pro stanovení 16 prioritních PAH v divoce odchycených ptačích vejcích. Hlavním přínosem je eliminace náročných kroků GPC a klasického SPE, zkrácení přípravy ze tří dnů na méně než tři hodiny a dosažení nízkých detekčních limitů pomocí UPLC-UV.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika kombinuje klasickou disperzní extrakci QuEChERS a jednorázové pročištění Ostro Pass-through 96-well destičkou:

• Odvážení 1 g homogenizovaného žloutku.
• Spike surrogátních standardů, přidání 5 mL 1% kyseliny mravenčí v acetonitrilu.
• Vortex 1–2 minuty, přidání 1,5 g QuEChERS směsi (MgSO₄ a octan sodný), smíchaní a centrifugace při 3000 rpm.
• Přenos 0,5 mL organické vrstvy na Ostro destičku, přidání interního standardu.
• Průtlak 10–15 psi, oplach 0,25 mL 100% acetonitrilu, kombinace eluátů a přímá injekce do UPLC.

Hlavní výsledky a diskuse

Linearity kalibrace dosahovaly koeficientů R² mezi 0,9972 až 0,9999 pro koncentrace 5–500 ng/mL. Metody detekční limity (MDL) se pohybovaly mezi 1,7 až 8,7 ng/mL bez předkoncentračního kroku. Recoverie při MDL studii činily 87–117 %, při vyšší koncentraci (400 ng/mL) 89–105 % s RSD pod 3 %. Aplikace na dvacet vzorků divoce odchycených vajec prokázala spolehlivé stanovení klíčových PAH v rozmezí stovek až tisíců ng/g.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda výrazně snižuje časovou a finanční náročnost analýzy oproti GPC+SPE protokolům, minimalizuje spotřebu organických rozpouštědel a zvyšuje průchodnost laboratoře. Je robustní, reprodukovatelná a vhodná pro rutinní monitorování environmentálních vzorků i materiálů citlivých orgánů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozšíření postupu na další složité biologické a environmentální matrice, integrace s hmotnostní spektrometrií pro širší spektrum analyzovaných sloučenin, automatizace přípravy a miniaturizace formátu destiček pro vyšší propustnost laboratoře.

Závěr

Spojení QuEChERS extrakce a Ostro Pass-through 96-well čištění s UPLC-UV detekcí představuje rychlý, citlivý a environmentálně šetrný protokol pro stanovení PAH ve vysoce složitých matricích srovnatelný či lepší než tradiční GPC/SPE metody.

Použitá instrumentace

• Ostro Pass-through 96-well Plate
• ACQUITY UPLC System
• ACQUITY UPLC PDA Detector
• MassLynx Software v.4.1

Reference

• Yeudakimau A.V., Provatas A.A., Perkins C.R., Stuart J.D. Solid Phase Extraction and QuEChERS Sample Preparation Methods for Rapid Screening of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Avian Blood and Egg Tissue by UPLC-UV. Analytical Letters, 2013, 46:999–1011.
• Kumari R., Chaturvedi P. et al. Optimization and Validation of an Extraction Method for the Analysis of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Chocolate Candies. Journal of Food Science, 2012, 71:34–40.
• Ma J., Xiao R. et al. Determination of 16 Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Environmental Water Samples by Solid-Phase Extraction Using Multi-Walled Carbon Nanotubes Coupled with GC–MS. Journal of Chromatography A, 2010, 1217:5462–5469.
• Pereira M.G., Walker A.L. et al. Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Eggs from Gannets, Golden Eagles and Merlins. Organohalogen Compounds, 2008, 70:166–169.
• Grova N., Salquebre G. et al. Determination of PAHs and OH-PAHs in Rat Brain by GC–MS/MS. Chemical Research in Toxicology, 2011, 24:1653–1667.
• Johnson Y.S. Determination of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Edible Seafood by QuEChERS-Based Extraction and GC–MS/MS. Journal of Food Science, 2012, 77:131–137.
• Gilgenast E., Boczkaj G. et al. Sample Preparation Procedure for the Determination of PAHs in Petroleum Vacuum Residue and Bitumen. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2011, 401:1059–1069.
• Wheaton J.P., Chambers E.E., Martin J., Fountain K.J. Eliminating Phospholipids in Drug Discovery Extractions Using a Fast, Generic Clean-up Method. Waters Application Note, 2011, 720004046en.
• Richardson S.D. Environmental Mass Spectrometry: Emerging Contaminants and Current Issues. Analytical Chemistry, 2010, 82:4742–4774.