Untargeted Screening of Per- and Polyfluoroalkyl Substances by HRAM-DIA Method on LCMS-9030

Význam tématu

Voda a životní prostředí jsou celosvětově kontaminovány per a polyfluoroalkylovými látkami PFAS které se kumulují v půdách sedimentech a biologických vzorcích Tento fakt vyžaduje robustní metody jak cíleného tak necíleného screeningu k odhalení známých i dosud neznámých látek z této rozsáhlé skupiny

Cíle a přehled studie

Cílem práce bylo vyvinout a ověřit necílenou metodu pro screening PFAS ve vodě založenou na vysokém rozlišení hmotnostního spektra HRAM a datově nezávislé akvizici DIA na přístroji LCMS-9030 Metoda byla verifikována na 14 standardech PFAS při koncentraci 1 ng mL a následně aplikována na neznámý vodní vzorek

Použitá metodika a instrumentace

Pracovní postup využíval kapalinovou chromatografii C18 Shim-pack Velox s gradientem acetonitril amoniakálního acetátu a hmotnostní spektrometrii LCMS-9030 Q-TOF v módech MS a DIA Pro zpracování dat bylo použito softwarové řešení LabSolutions Insight Explore Analyze pro dekonvoluci DIA a identifikaci prekurzorů a Assign pro strukturální objasnění Následující klíčové parametry byly nastaveny:

• Průtok 0.4 mL min
• Rozmezí m z 100-1000 MS a 50-1000 DIA
• Elementární filtr F6-50 H1-5 O1-5 C1-50 S0-1 N0-1 pro hmotnostní defekty

Hlavní výsledky a diskuse

HRAM módem bylo detekováno všech 14 standardních PFAS s limity detekce v rozmezí 0.01-0.1 ng mL a hmotnostní přesností lepší než 3.3 ppm Lineární kalibrační křivky vykázaly R2 mezi 0.94-0.99 V DIA režimu byly dekonvolucí generovány prekurzorové ionty potvrzené knihovnou PFAS a strukturálně verifikované fragmentací pomocí Assign V neznámém vzorku bylo vyextrahováno 16 PFAS-like kandidátů z nichž pět odpovídalo známým PFAS jako PFBA PFOA či PFOS

Přínosy a praktické využití metody

Tato necílená HRAM DIA metoda umožňuje komplexní průzkum spektra PFAS v environmentálních vzorcích s vysokou citlivostí a spolehlivou identifikací nad rámec standardních MRM protokolů Poskytuje rychlou a flexibilní platformu pro objevování nových či neočekávaných kontaminantů

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření databází HRMS MS MS spekter PFAS včetně nových derivátů a vyšší automatizace zpracování dat v kombinaci s umělou inteligencí Dále lze kombinovat necílené přístupy s izotopovými štítky pro kvantifikaci neznámých látek a rozvíjet multivariační statistiku pro vzorcovou diferenciaci míst s různými typy kontaminace

Závěr

Byla úspěšně vyvinuta necílená metoda založená na HRAM DIA akvizici na přístroji LCMS-9030 Metoda prokázala vysokou citlivost přesnost a schopnost odhalit jak známé tak dosud neznámé PFAS ve vodě

Reference

• 1 Brahm Prakash et al Ultra fast LC MS MS analysis of PFAS in environmental samples Shimadzu White Paper 2019
• 2 Wang Z et al A Never Ending Story of PFASs Env Sci Tech Vol 51 2017 2508 2518
• 3 Y Liu et al High resolution mass spectrometry methods for non target discovery Trends in Ana Chem Vol 121 2019
• 4 Lee J X et al Development of Screening Analysis Method for PFAS in Surface Water on LC Q TOF Shimadzu Application News AD 0200A 2020
• 5 Jeremy P Koelmel et al Toward Comprehensive PFAS Annotation Using FluoroMatch Software and Intelligent HR Tandem Mass Spectrometry Acquisition Anal Chem 2020 92 11186 11194