Detection and Quantitation of Brominated and Chlorinated Hydrocarbons by DART with Linear Ion Trap and Triple Quadrupole Technology

Význam tématu

Halogenované uhlovodíky, konkrétně bromované zpomalovače hoření (BFRs) a chlorované pesticidy (OCs), představují z hlediska životního prostředí i lidského zdraví dlouhodobě přetrvávající riziko. Jejich vysoka stabilita vede k akumulaci v přírodních médiích, potravním řetězcích i v biologických vzorcích. Rychlá a spolehlivá detekce a kvantifikace těchto látek je proto klíčová pro environmentální monitoring, kontrolu kvality vody a průmyslovou analýzu.

Cíle a přehled studie

Tato studie si klade za cíl demonstrovat potenciál zdroje DART-SVP ve spojení s lineárním iontovým pastem (LTQ) a triple kvadrupólem (TSQ Quantum Access MAX) pro rychlou detekci a kvantitativní stanovení BFRs a OCs. Hlavními kroky jsou:

• Minimalizace přípravy vzorků – přímá analýza vodných roztoků bez extrakce či chromatografie.
• Optimalizace ionizace a fragmentace na LTQ a potvrzení metodiky na TSQ.
• Stanovení kolizních energií, ladění tubusových elektród a sestavení kalibračních křivek.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky: Standardní směsi analyzovaných BFRs a OCs v acetonu (1 mg/mL) ředěné do koncentrací od 100 ppm po 10 ppb. Vzorky vod z laboratoří i reálné vzorky San Francisco water analyzovány přímo po nanesení 10 µL na keramický povrch a vysušení.

Použitá instrumentace:

• DART-SVP zdroj (IonSense) v režimu 1D transmission a direct infusion.
• LTQ lineární iontová past s podmínkami: režim negativního iontu, 270 °C kapilární teplota, tubusový lens –100 V, grid voltage 300 V, teplota DART 200 °C.
• TSQ Quantum Access MAX triple kvadrupól s DART-SVP: SIM/SRM režimy, Q1 a Q3 rozlišení 0,7 FWHM, kolizní plyn 1,5, grid voltage 300 V, teplota DART 400 °C, tubusový offset 0 V.

Hlavní výsledky a diskuse

Na LTQ byly detekovány téměř všechny sledované sloučeniny s dobrou citlivostí a rychlým skenováním během 5–10 s. MS/MS spektra odhalila specifické fragmenty vhodné pro kvantifikaci. Na TSQ v direct infusion režimu byly potvrzeny prekurzorové ionty a sestaveny rozpadové křivky pro kolizní energie. Kvantitativní data ukázala limity detekce až 50 ppb pro vybrané BFRs a OCs. Analýza reálného vzorku SF water potvrdila vliv maticového efektu – zvýšené či snížené odpovědi u některých sloučenin, což podtrhuje význam kalibrace ve stejné matrici.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá analýza bez chromatografie a složité přípravy vzorků.
• Možnost sledování více halogenovaných látek v jednom běhu.
• Strukturální potvrzení prekurzoru a fragmentů v MS/MS režimu.
• Kvantitativní měření s nízkými limity detekce v rozsahu desítek ppb.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Implementace značených interních standardů pro kompenzaci maticových efektů.
• Rozšíření metody na další třídy perzistentních organických polutantů.
• Automatizace nanášení vzorků a sledování stability DART plazmatu.
• Využití při rutinním environmentálním monitoringu, QA/QC v průmyslu a rychlém screeningu biologických vzorků.

Závěr

Kombinace DART-SVP, LTQ a TSQ představuje efektivní a univerzální platformu pro rychlou detekci a kvantifikaci bromovaných a chlorovaných uhlovodíků. Metoda eliminuje nutnost chromatografie, zkracuje dobu analýzy a dosahuje limity detekce v řádu desítek ppb. Pro nasazení v praxi je doporučeno použití interních standardů a kalibrace ve stejné matrici.

Reference

1. Emerging Brominated Flame Retardants in the Environment, Cynthia A. de Wit, Amelie Kierkegaard, Niklas Ricklund, Ulla Sellström, E. Eljarrat, D. Barceló (eds.), Brominated Flame Retardants, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2010.