Implementing new GC-MS and LC-MS technologies to stay ahead with your food safety analysis from pesticides to PFAS and microplastics

Význam tématu

Per- a polyfluorované alkylové látky (PFAS) představují skupinu trvalých antropogenních kontaminantů se širokým průmyslovým využitím a potenciálními nežádoucími účinky na zdraví. Jejich silné vazby C–F způsobují akumulaci v životním prostředí a potravinových řetězcích, což vyžaduje citlivou a spolehlivou analýzu v potravinách. High-resolution accurate mass (HRAM) LC–MS metody umožňují jak cílenou kvantifikaci, tak netargetovaný screening nově objevovaných PFAS, a tím posilují potravinovou bezpečnost.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem bylo implementovat a ověřit robustní LC–MS workflow pro stanovení 34 cílových PFAS v mase (prasecí svalovina) využívající Vanquish Flex UHPLC spojený s Orbitrap Exploris 120 MS. Studie zahrnovala vývoj vzorkovací a přípravných postupů, optimalizaci chromatografie i hmotnostního spektrometru, kalibraci, hodnocení úspěšnosti extrakce (recovery) a limity kvantifikace (LOQ) v reálné potravinové matrici.

Použitá metodika a instrumentace

Pro přípravu vzorků byla adaptována metoda US FDA C-010.01 s následujícími kroky:

• Homogenizace 5 g prasecí svaloviny, přídavek izotopově značených standardů (500 ppt).
• Extrahce vodou a acetonitrilem s kyselinou mravenčí a QuEChERS solí.
• Čištění dispergovanou sorpcí (dSPE) s MgSO4, PSA a grafitovým uhlíkem.
• Sandwich injekce (30 µl organického extraktu, 15 µl vody) na Vanquish Flex UHPLC se sloupci Hypersil Gold C18 (trap) a Accucore C18 (analytický).

Analytická část:

• Chromatografie: gradient MeOH/5 mM octan amonný v H2O, 19 min běh.
• MS: Orbitrap Exploris 120, režim full-scan DIA s pěti izolačními okny, 60 000 rozlišení pro MS1, 15 000 pro MS2, negativní ionizace HESI.
• Spektrální knihovna: myLibrary Enterprise pro tvorbu vlastních HRAM MS/MS knihoven, export do mzVault a hledání v TraceFinder.

Hlavní výsledky a diskuse

Kalibrace: 34 PFAS analyzovaných v rozmezí 5–5000 ppt, r2 od 0,9516 do 0,9993, průměrná RSD <7 %.
Limity kvantifikace: většina LOQ ≤50 ppt ve finálním extraktu (ekvivalent 100 pg/g).
Recovery: v rozmezí 80–120 % pro většinu sloučenin při spike 25–500 pg/g; vyšší bias pro PFOA a PFDA způsoben kontaminací reaktanty, nižší recovery pro dlouhé řetězce na GCB.
Preciznost: většina RSD <20 %, u PFTeDA a PFODA vyšší variabilita.
Identifikace: potvrzení na základě <5 ppm přesnosti m/z, S/N ≥3 a korelace fragmentů; dodatečná jistota díky vyhledání ve vlastní knihovně.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda kombinuje vysokou analytickou citlivost (LOQ nízké ppt úrovně) s kvalitativními daty umožňujícími potvrzení identity PFAS. Použité HRAM zajišťuje selektivitu v komplexních matricích bez dodatečné koncentrační úpravy extraktu. Vlastní spectrální knihovny usnadňují sdílení a škálování screeningových metod napříč laboratořemi.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozšíření metody pro jiné potravinové matrixy (mléko, sýry, obiloviny) a biologické vzorky (plazma, tkáně). Rostoucí význam netargetovaného sledování PFAS a retrospektivní analýzy neznámých látek v databázích. Využití cloudových platforem pro kolektivní budování a údržbu spektrálních knihoven a automatizované curation pipeline.

Závěr

Implementovaný LC–HRAM workflow pro PFAS v potravinách je vhodný pro rutinní i výzkumné účely, nabízí citlivou kvantifikaci, spolehlivou identifikaci a možnost duálního cíleného i netargetovaného přístupu. Orbitrap Exploris 120 v kombinaci s Vanquish Flex a myLibrary Enterprise poskytuje robustní nástroj pro monitorování PFAS v potravinovém řetězci.

Reference

• US EPA Methody 537.1, 533, 8327, Draft 1633
• ASTM D7979-17, ASTM D9768-17a
• USDA CLG PFAS 2.03
• USFDA Method C-010.01