NSMS: ROUTINE DETERMINATION OF PER- AND POLYFLUORONATED ALKYL SUBSTANCES (PFAS) IN DRINKING WATER BY DIRECT INJECTION USING UPLC-MS/MS TO MEET THE EU DRINKING WATER DIRECTIVE 2020/2184 REQUIREMENTS

Význam tématu

Per- a polyfluorované alkylové látky (PFAS) jsou široce rozšířené environmentální kontaminanty s vysokou perzistencí a toxicitou. V zájmu ochrany lidského zdraví stanovuje Evropská směrnice o pitné vodě (2020/2184) souhrnný limit 0,1 µg/L pro 20 vybraných PFAS. Spolehlivá, citlivá a rychlá analýza těchto látek v pitné vodě je proto klíčová pro splnění legislativních požadavků a minimalizaci zdravotních rizik.

Cíle a přehled studie

Studie představuje validovanou metodu přímé injekce vzorku pitné vody do UPLC-MS/MS bez tradičního SPE kroku. Cílem bylo dosáhnout LOQ 1 ng/L pro každou z 20 regulovaných PFAS, zajistit dostatečnou chromatografickou retenci, selektivitu a minimalizovat systémovou kontaminaci. Metoda měla vyhovět požadavkům evropské směrnice a zjednodušit laboratorní workflow.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky:

• Pitná a minerální voda (módní i tvrdá) ve 300 µL direktně ředěna s 200 µL kyseliny a organického reagentu obsahujícího interní standardy.

Chromatografie (UPLC):

• Acquity UPLC I-Class PLUS s fixed loopem, vybaven PFAS kitem (PEEK komponenty) a isolátorovým křivkou.
• Kolona ACQUITY Premier BEH Shield RP18, 1,7 µm, 2,1×100 mm.
• Mobilní fáze A: 2 mM amonium acetát ve vodě/methanolu (95:5), B: 2 mM amonium acetát v methanolu.
• Teplota kolony 45 °C, injekční objem 50 µL.

Hmotnostní spektrometrie (MS/MS):

• Xevo TQ-XS se zdrojem UniSpray v režimu MRM.
• Kapitální napětí 1,00 kV, konický plyn 150 L/h, teplota desolvatace 400 °C, plyn 900 L/h, zdroj 110 °C.

Hlavní výsledky a diskuse

Analytické parametry:

• Linearity kalibrace od 1 do 200 ng/L pro všechny analyty (r² ≥ 0,990 s vážením 1/x).
• LOQ 1 ng/L, přesnost recoveries 80–120 %, RSD < 13 % (nejdelší PFTrDS 23,5 %).
• Stabilní retence (RSD < 3,2 %) bez ohledu na matrice.

Optimalizace složení vzorku (60:29,9:10:0,1 v/v/v/v vzorek:acetonitril:methanol:formová kyselina) zajistila vyváženou citlivost a tvar špiček jak pro krátké, tak dlouhé řetězce PFAS. Použití PFAS kitu a isolátorové kolony významně redukovalo pozadí a oddálilo systémové interferující kontaminanty. Srovnání běžné UPLC kolony a Premier kolony pro dlouhořetězcové PFAS ukázalo až 20× vyšší signál a lepší poměr signál/šum.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá přímá injekce bez časově náročné extrakce SPE.
• Vysoká citlivost a selektivita umožňují analýzu v rozsahu ng/L.
• Minimalizovaná kontaminace díky PFAS kitu a isolátoru.
• Metoda pokrývá všechny 20 regulovaných PFAS dle EU směrnice 2020/2184.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Automatizace a vysokopropustné platformy pro rutinní monitoring.
• Rozšíření metody na jiné matice (povrchové vody, odpadní vody, potraviny).
• Vývoj nových sorbentů a ionizačních technik pro ještě vyšší citlivost.
• Integrace s on-line vzorkovacími systémy pro kontinuální sledování kvality vody.

Závěr

Vyvinutá metoda přímé injekce UPLC-MS/MS poskytuje citlivou, robustní a rychlou analýzu 20 PFAS v pitné vodě s LOQ 1 ng/L. Splňuje požadavky evropské směrnice 2020/2184 bez nutnosti náročných předúprav, což výrazně zjednodušuje rutinní monitoring a zvyšuje spolehlivost výsledků.

Reference

• EU Drinking Water Directive 2020/2184.
• Waters Corporation, Application Note #720007413.