Quantification of Per- and Polyfluoroalkyl Substances in Drinking Water

Význam tématu

Per- a polyfluorované alkylové látky (PFAS) představují širokou skupinu perzistentních environmentálních kontaminantů s vážnými dopady na kvalitu pitné vody a lidské zdraví. Díky své chemické stabilitě a afinitě k vodě se tyto látky kumulují v životním prostředí i organismech. EPA Method 533 je schválená metoda pro citlivou kvantifikaci 25 vybraných PFAS v pitné vodě a její dodržení je klíčové pro regulaci a zajištění bezpečnosti vody určené k lidské spotřebě.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem aplikace bylo demonstrovat, že LC/Q-TOF Agilent 6546 splňuje všechny výkonové parametry požadované v EPA Method 533, a zároveň umožňuje retrospektivní screening a identifikaci nově se objevujících PFAS. Studie porovnává citlivost a přesnost této instrumentace s tradičním LC/TQ systémem.

Použitá instrumentace

• Kapalinová chromatografie Agilent 1290 Infinity II (pumpa, autosampler, termostat).
• Delay column Agilent ZORBAX RR StableBond C18 4.6×50 mm, 3.5 μm pro oddělení kontaminant ze systému.
• Analytický sloupec Agilent ZORBAX RRHD Eclipse Plus C18 3×50 mm, 1.8 μm.
• Detektor Agilent 6546 LC/Q-TOF s dvojitým zdrojem Jet Stream ESI (negativní ionizační režim).
• Software: MassHunter Acquisition 10.1, Quantitative Analysis 10.1 a Qualitative Analysis 10.0.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky pitné vody (100–250 mL) se extrahovaly pomocí činěné aniontové extrakce, eluovaly hydroxidem amonným/methanolem, koncentrovaly a rekonstituovaly v 80 % methanolu. Na LC se aplikovalo 10 µL roztoku a gradientem vody s 20 mM octanem amonným a methanolu se analyzovalo během 20 minut při 0,4 mL/min a 50 °C. Q-TOF běžel v režimu Targeted MS/MS s výřezy procentních retenčních oken pro 25 PFAS. Kvantifikace probíhala na produktových iontech pomocí vážené kvadratické regrese a vynucení průchodu nulou.

Hlavní výsledky a diskuse

Všechny analyty vykázaly lineární kalibrační křivky (R2 > 0,98, většina > 0,995) a sub-2 ppm hmotnostní přesnosti. Relativní standardní odchylky (n = 9) byly výrazně pod 20 % (většina < 10 %). Nízké meze hlášitelnosti (LCMRL) pro Targeted MS/MS na LC/Q-TOF byly v rozsahu 0,01–5,93 ng/L a pro 21 z 25 látek dokonce < 3 ng/L, což je lepší než požadavky EPA Method 533. Retrospektivní neřízená analýza umožnila detekci i méně obvyklých PFAS s vysokou spolehlivostí.

Přínosy a praktické využití metody

• Komplexní kvantifikace 25 regulovaných PFAS s přesností a citlivostí srovnatelnou nebo lepší než LC/TQ.
• Možnost současného sběru cílených MS/MS i plných MS spekter pro budoucí screening emergentních látek.
• Zrychlená analýza s robustní reprodutovatelností a nízkým systémovým pozadím díky delay column.

Budoucí trendy a možnosti využití

Rostoucí poptávka po monitoringu emergentních PFAS a jejich metabolitů povede k širšímu využití vysokorozlišovacích technik HRMS. Retrospektivní data mining a databázové algoritmy umožní odhalit nové kontaminanty a podporovat rychlou regulaci. Kombinace LC/Q-TOF a datově závislé akvizice otevře cestu k neustálému rozšiřování seznamů sledovaných látek.

Závěr

Agilent 6546 LC/Q-TOF v režimu Targeted MS/MS spolehlivě splnil požadavky EPA Method 533 pro analýzu PFAS v pitné vodě, přičemž poskytl lepší limity hlášitelnosti než tradiční LC/TQ. Současné sběry plných MS spekter umožňují flexibilní rozšiřování metody pro budoucí screening neočekávaných a nově objevených PFAS.

Reference

1. United States Environmental Protection Agency. Method 533: Determination of PFAS in Drinking Water by LC/TQ-MS. 2021.
2. Application note 5994-1628EN: Analysis of PFAS by LC/TQ-MS for EPA Method 533. Agilent Technologies, 2020.