Detection and quantitation of PFAS in animal tissue using Orbitrap Exploris 120 high-resolution mass spectrometer

Význam tématu

PFAS jsou skupinou vysoce perzistentních a bioakumulativních chemikálií s tisícovkami známých sloučenin, které se hromadí v životním prostředí, potravinách a biologických tkáních. Monitorování těchto látek v živočišných produktech je klíčové pro ochranu veřejného zdraví a plnění regulatorních požadavků. Vysoká stabilita PFAS vyžaduje citlivé a selektivní analytické nástroje pro jejich spolehlivé stanovení v komplexních matricích na úrovni pg/g.

Cíle a přehled studie/článku

Autoři vyvinuli robustní LC-HRAM metodu pro extrakci, identifikaci a kvantifikaci 34 cílových PFAS sloučenin na úrovních pg/g v živočišných tkáních. Jako modelová matrice sloužila vepřová svalovina. Metoda kombinuje QuEChERS vzorek přípravu, speciální PFAS-free komponenty a vysokoresolucní Orbitrap Exploris 120 pro dosažení nízkých LOQ a možnosti retrospektivní analýzy nečekaných PFAS.

Použitá metodika a instrumentace

Příprava vzorku probíhá podle modifikovaného USFDA CAM C-010.01 protokolu:

• Diluce homogenizované vepřové svaloviny vodou, acetonitrilem a kyselinou mravenčí.
• Extrahování s QuEChERS solí (MgSO4, octan sodný) a čištění pomocí dSPE sorbentů (MgSO4, PSA, GCB).
• Solvent sandwich injekce na UHPLC s mobilní fází vodou/ammonium acetátem a methanolem.

Instrumentace:

• UHPLC: Thermo Scientific Vanquish Flex Binary system s PFAS Analysis Kit (výměna PTFE za PEEK komponenty).
• Kolona: Thermo Scientific Accucore C18 (100 × 2,1 mm, 2,6 µm).
• MS: Thermo Scientific Orbitrap Exploris 120 HRAM MS s OptaMax NG zdrojem v režimu H-ESI, Full MS s DIA (5×210 m/z okna).
• Software: TraceFinder pro kvantifikaci a reporting, myLibrary Enterprise pro tvorbu a sdílení spektrálních knihoven.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda dosahuje lineárních kalibrací pro většinu PFAS v rozsahu 5–5000 pg/mL s r2 > 0,995 a RSD < 7 %. Limity kvantifikace (LOQ) v surovém extraktu byly u většiny cílových sloučenin < 50 pg/mL (což odpovídá < 50 pg/g v tkáni). Recovery testy (N=4) ukázaly průměrné návratnosti mezi 60–130 % a RSD ≤ 25 % při spikovaných úrovních 25–500 pg/g. Některé PFAS (PFOA, PFBA) vykazovaly vysoké pozadí z čistících sorbentů, zatímco delší řetězce (PFDoA, PFTeDA) se částečně ztrácely sorpcí na GCB.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí:

• Vysokou citlivost a selektivitu pro sledování regulovaných i nově objevovaných PFAS.
• Minimální carry-over díky solvent sandwich injekci a „saw-tooth“ gradientu.
• Možnost retrospektivní nečekaných nálezů díky HRAM plnospektrální akvizici.
• Automatizované zpracování a reporting prostřednictvím TraceFinder a cloudové správy knihoven.

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozvoj metod pro PFAS směřuje k rozšíření cílových seznamů vzhledem k tisícovkám dalších sloučenin, zlepšení certifikovaných standardů a rozvoji nehybridních datových analytických nástrojů pro neřízené snímání. Více cloudových platforem umožní sdílení spektrálních knihoven mezi laboratořemi a zrychlí identifikaci nových PFAS. Miniaturizace a plná automatizace přípravy vzorků podpoří vyšší propustnost a konzistenci výsledků.

Závěr

Popsaná LC-HRAM metoda kombinuje efektivní QuEChERS extrakci, PFAS-free UHPLC systém a Orbitrap Exploris 120 pro spolehlivé stanovení 34 PFAS v živočišných tkáních na úrovni pg/g. Vysoká kvalita kalibrací, nízké LOQ a pokročilé softwarové nástroje zaručují robustní kvantifikaci i kvalifikaci a poskytují platformu pro další rozšíření analýzy PFAS.

Reference

1. Perfluoroalkyl and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS); National Institute of Environmental Health Sciences, NIH.
2. Method C-010.01 – Determination of 16 Per and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS) in Processed Food using LC-MS/MS; US FDA.
3. SANTE/12682/2019 Guidelines for pesticide residue analysis.