Direct Analysis of PFOS and PFOA in Tap Water Using Triple Quadrupole LC/MS/MS

Význam tématu

Perfluorooktan sulfonová kyselina (PFOS) a perfluorooktanová kyselina (PFOA) patří mezi perzistentní organofluorované sloučeniny se schopností hromadit se v životním prostředí i organismu. S ohledem na jejich potenciální negativní vliv na zdraví jsou přísně regulovány mezinárodními dohodami i národními standardy kvality pitné vody. Přímá analýza PFOS a PFOA v pitné vodě bez nutnosti předběžné extrakce či koncentračního kroku významně zjednodušuje laboratorní postupy a zrychluje vyhodnocení kvality vody.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo demonstrovat schopnost kvadrupólového LC-MS/MS systému LCMS-8060NX provést přímou analýzu trace množství PFOS a PFOA v kohoutkové vodě bez koncentračního kroku. Autoři představují metodiku, která umožňuje detekci na úrovni pod 1/10 cílové hodnoty 50 ng/L stanovené japonskými normami pro vodohospodářství, a ověřují přesnost a opakovatelnost stanovení.

Použitá metodika a instrumentace

Pro oddělení analytu od pozadí z mobilní fáze byl za míchadlo zařazen delay column Shim-pack XR-ODS II. Analytické stanovení probíhalo na systému Nexera X3 (HPLC) spojeném s LCMS-8060NX.

• Kolona: Shim-pack Velox SP-C18 (150 × 2,1 mm, 2,7 μm)
• Delay column: Shim-pack XR-ODS II (75 × 2,0 mm, 2,2 μm)
• Mobilní fáze: A) 20 mmol/L octan amonný ve vodě, B) methanol; gradient 55–85–95–55 % B v časech 0–25–30–34,5 min
• Průtok: 0,25 mL/min, teplota kolony 40 °C, objem injekce 50 µL
• Detekce: ESI v záporném módu, MRM přechody PFOS 498,90 > 79,95 a PFOA 412,90 > 169,10

Hlavní výsledky a diskuse

Kalibrační křivky PFOS a PFOA ve vodno-methanolovém roztoku (1–50 ng/L) vykázaly lineární úlohu s korelačním koeficientem r2 > 0,999 a přesností každého bodu 80–120 %. MRM chromatogramy pro standardy i vzorky kohoutkové vody potvrdily dobré rozlišení analytu od pozadí z mobilní fáze. Opakovatelnost (n=5) byla <5 % RSD a spike recovery test pro 5 ng/L úroveň dosáhl 109,9 % pro PFOS a 109,5 % pro PFOA.

Přínosy a praktické využití metody

Tato přímá metoda analýzy PFOS a PFOA umožňuje vyšetřit vzorky pitné vody bez časově náročného koncentračního předúpravy, přičemž je dosažena vysoká citlivost a reprodukovatelnost pod 1/10 cílové hodnoty stanovené normou. Laboratoř tak může zkrátit dobu analýzy a snížit náklady na spotřební materiál.

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozvoj ultra citlivních LC-MS/MS systémů a automatizace vzorkovacího procesu směřuje k nasazení obdobných přímých metod ve standardních monitorovacích programech kvality vody. Dále lze očekávat rozšíření spektra sledovaných perfluorovaných sloučenin a integraci s datovými platformami pro on-line vyhodnocení.

Závěr

Studie prokázala, že systém LCMS-8060NX v kombinaci s delay column umožňuje přímou analýzu PFOS a PFOA v kohoutkové vodě s vysokou citlivostí, přesností i opakovatelností, bez nutnosti předchozí koncentrační úpravy. Výsledná metoda splňuje požadavky národních i mezinárodních standardů pro kontrolu kvality pitné vody.

Reference

• The Stockholm Convention on Persistent Organic Pollutants (POPs) Annex A (Elimination) as of May 2019
• The Stockholm Convention on Persistent Organic Pollutants (POPs) Annex B (Restriction) as of May 2019
• Notice from the Director of the Health Service Bureau, Ministry of Health, Labour and Welfare: Enactment of the Ministerial Ordinance on Water Quality Standards and Partial Amendment to the Enforcement Regulations of the Water Supply Act (October 10, 2003; last revision March 30, 2020)