Development of Automated Screening and Quantitation Approach on Novel On-Line SFE-SFC-MS/MS Platform – (I) For 23 Restricted Perflurocompounds in Textiles

Význam tématu

Perfluorované sloučeniny (PFCs) jsou díky své perzistenci a toxicitě pod přísnou regulací, zejména v textilním a spotřebním průmyslu. Spolehlivá a rychlá analýza zbytků těchto látek v materiálech je klíčová pro zajištění souladu s legislativními limity a ochranou zdraví.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo vyvinout plně automatizovaný on-line přístup pro screening a kvantifikaci 23 zakázaných PFCs v textiliích na platformě SFE-SFC-MS/MS (Shimadzu Nexera UC). Studie zahrnuje přípravu a optimalizaci chromatografických podmínek i validaci metody na modelových a reálných vzorcích.

Použitá metodika a instrumentace

Pro analýzu byl použit systém Nexera UC, který kombinuje superkritickou fluidní extrakci (SFE) a superkritickou fluidní chromatografii (SFC) s tandemovou hmotnostní spektrometrií (MS/MS). Klíčové parametry:

• Extrakce: statická fáze (4 min při 40 °C) následovaná dynamickou (2 min) se superkritickým CO₂ a methanolem.
• Kolona: Shim-pack UC-X Sil (250×2,1 mm, 3 µm), teplota 40 °C.
• Eluce: gradient sfCO₂ (frakce A) a methanol s 5 mM formiátem amonným (frakce B), celkem 7 min.
• MS/MS: ESI negativní mód, blok 400 °C, DL 250 °C, rozhraní 300 °C, Ar (270 kPa), MRM přechody pro 23 analytů a interní standardy M-PFOS a M-PFOA.
• Příprava vzorku: 60 mg nasekaného textilu vloženého do 0,2 mL SFE nádoby.

Hlavní výsledky a diskuse

SFC-MS/MS metoda vykázala lineární kalibrační křivky (r²>0,97), LOD 0,01–0,32 ng/mL, LOQ 0,03–1 ng/mL. On-line SFE rozšířila píky o ~0,2 min a snížila intenzitu. Systémové recoveries byly v průměru 90 % (25 pg) a 74 % (50 pg) s RSD 12–14 %. Analýza reálného textilního vzorku neprokázala žádné PFCs, ale vzorky dosycené na 0,42 ng/g byly spolehlivě detekovány.

Přínosy a praktické využití metody

On-line SFE-SFC-MS/MS umožňuje přímou analýzu nespřipravených vzorků s minimalizovanou přípravou, sníženou spotřebou organických rozpouštědel a zvýšenou propustností. Metoda je vhodná pro rutinní kontrolu souladu s omezeními PFCs v průmyslovém QA/QC.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další výzkum se zaměří na optimalizaci SFE podmínek pro komplexní matrice, rozšíření spektra cílových látek a integraci s vysokopropustnými screeningovými protokoly pro široké průmyslové nasazení.

Závěr

Vyvinutý on-line SFE-SFC-MS/MS přístup pro analýzu 23 perfluorovaných sloučenin v textiliích prokázal požadovanou citlivost, linearitu i reprodukovatelnost. Metoda nabízí automatizované a ekologičtější řešení pro kontrolu zakázaných PFCs v nespřipravených vzorcích.

Reference

1. Shimadzu Application News No LAAN-A-LC-E273 (2015)
2. van der Veen I. et al., Talanta 147 (2016), 8–15
3. Wellington Laboratories, Quick Reference Guide for Perfluoroalkyl Compounds
4. Lee J.X. et al., ASMS 2016, TP 485