Routine Determination of Trifluoroacetic Acid (TFA) and Difluoroacetic Acid (DFA) in Surface and Drinking Water by Direct Injection Using UPLC-MS/MS

Význam tématu

Fenoly per- a polyfluoroalkylové látky (PFAS) krátkého řetězce, jako je trifluoroctová kyselina (TFA) a difluoroctová kyselina (DFA), se stále častěji vyskytují v zásobách pitné i povrchové vody. Díky vysoké stabilitě, mobilitě ve vodním prostředí a rostoucím průmyslovým i zemědělským zdrojům patrným nástupem nových regulací je potřeba spolehlivě monitorovat jejich nízké koncentrace v řádech ng/L.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo ověřit přímou injekční UPLC-MS/MS metodu pro souběžné stanovení TFA a DFA ve vzorcích pitné a povrchové vody bez předchozí koncentrační nebo čistící přípravy. Studie zahrnovala typické pitné vody (měkká, tvrdá, minerálka) a povrchové vody (řeka, rezervoár) z různých lokalit.

Použitá metodika

Vzorky byly odebírány do polypropylenových injekčních lahviček, přidán interní standard a injektovány přímo do UPLC-MS/MS. Kalibrační křivky v rozsahu 10–25 000 ng/L byly sestaveny pomocí 1/X lineární regrese. Pro korekci matrix efektů a variací retenční doby sloužily izotopově značené vnitřní standardy. Standard addition funkce v softwaru umožnila automatické vyhodnocení reziduí v reálných vzorcích.

Použitá instrumentace

• LC systém: ACQUITY UPLC I-Class PLUS s Flow Through Needle (PFAS kit)
• Kolona: Atlantis Premier BEH C18 AX, 1,7 μm, 2,1×100 mm
• MS detektor: Xevo TQ-XS, ESI−, MRM režim
• Softwarové nástroje: MassLynx v4.2, TargetLynx pro cílené vyhodnocení

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda dosáhla limity kvantifikace 10 ng/L pro oba analyty při 20 μL injektu. Průměrné recovery v pěti matricích (pitné i povrchové vody) bylo 80–110 %, s RSD <9 % (výjimkou byla nízká spike úroveň tvrdé vody u TFA s RSD 19 %). Koeficient determinace kalibrací překračoval R2 >0,9995 a residuals <20 %. Retenční časy byly stabilní s RSD <3 % napříč všemi matricemi a s RSD <0,9 % při 200 po sobě jdoucích injekcích. Vliv pH vzorků (6,9–8,0) na posun retenční doby byl korelován a účinně kompenzován interním standardem.

Přínosy a praktické využití metody

• Jednoduchá a rychlá příprava vzorku bez extrakce nebo SPE
• Vysoká citlivost a selektivita s detekcí pod 10 ng/L
• Vysoká průchodnost analýz a minimální riziko kontaminace
• Robustní monitorování TFA a DFA v různých typů vod pro QA/QC a environmentální studie

Budoucí trendy a možnosti využití

Vzhledem k rostoucím regulačním požadavkům lze metodu rozšířit na širší spektrum ultra-krátkých PFAS a adaptovat pro polemické matice (odpadní vody, dešťová voda). Vývoj přesnějších standard addition postupů a plně automatizované high-throughput platformy podpoří trvalý monitoring v reálném čase.

Závěr

Prokázaná přímá UPLC-MS/MS metoda nabízí spolehlivé, citlivé a robustní stanovení TFA a DFA v pitné i povrchové vodě bez náročného předzpracování. Umožňuje úsporné a rychlé nasazení v laboratorních provozech pro environmentální i regulační účely.

Reference

1. Scheurer M., Nödler K., Freeling F. et al. Small, mobile, persistent: Trifluoroacetate in the Water Cycle – Overlooked Sources, Pathways, and Consequences for Drinking Water Supply. Water Research. 126:460–471 (2017).
2. Björnsdotter M.K., Yeung L.W.Y., Kärrman A. Challenges in the Analytical Determination of Ultra-Short-Chain Perfluoroalkyl Acids and Implications for Environmental and Human Health. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 412:4785–4796 (2020).
3. European Fluorocarbons Technical Committee. TFA as an Atmospheric Breakdown Product. EFCTC, 2022. (dostupné online)
4. Waters Corporation. Atlantis Premier BEH C18 AX Column Care and Use Manual. Nyack, NY; Waters Manual 720006576EN (2021).