HPLC Detector Options for the Determination of Polynuclear Aromatic Hydrocarbons

Význam tématu

Polynukleární aromatické uhlovodíky (PAH) patří mezi významné organické znečišťující látky, které se do vodního prostředí dostávají spalovacími procesy i průmyslovými aktivitami. Některé PAH mají prokázané karcinogenní a mutagenní účinky, proto je nutné sledovat jejich koncentrace v pitné i odpadní vodě v souladu s normami EPA a požadavky Evropské unie.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem aplikace bylo porovnat výkonnost dvou detekčních systémů pro HPLC analýzu 16 „prioritních“ PAH dle metody EPA 610 a šesti regulovaných PAH dle směrnice EU. Studie zkoumala dosažitelné detekční limity, selektivitu a schopnost potlačení matrice při použití UV detekce a fluorescenční detekce s programovanými vlnovými délkami.

Použitá metodika a instrumentace

Chromatografická separace probíhala na kapilární HPLC ve zpětnofázovém režimu s gradientním eluačním programem. Byly využity dvě kolony:

• Vydac 201TP54 (250 mm × 4,6 mm, 5 µm) pro rozdělení všech 16 PAH
• Shandon Hypersil Green PAH (100 mm × 4,6 mm, 5 µm) specializovaná na PAH analýzu

Detekce:

• Varian Star 9050 UV/Vis absorbance detektor pracující primárně na 254 nm, s možností programování vlnové délky pro zlepšení selektivity a citlivosti
• Varian 9070 duální monochromátorový fluorescenční detektor s programovaným střídáním excitačních a emisních vlnových délek dle jednotlivých PAH

Vzorky: NIST standard 1647 PAH mix vč. vodo-akrylátové extrakce a 20 µL injekce.

Hlavní výsledky a diskuse

UV detekce při 254 nm bez programování dosahovala detekčních limitů v rozmezí přibližně 0,004–0,31 µg/L a vyhovovala požadavkům EPA 610. Fluorescenční detekce s programováním vlnové délky výrazně zlepšila citlivost (detekční limity klesaly až do podnanogramových úrovní na kolonu) a potlačila signály složek matrice, což se projevilo jednoduššími a přehlednějšími chromatogramy. Kombinace UV a fluorescenční detekce zapojené v sérii nabídla optimální rovnováhu mezi širokou použitelností a maximální selektivitou.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje spolehlivě detekovat a kvantifikovat regulované PAH v pitné i odpadní vodě v souladu s mezinárodními předpisy. Programované fluorescenční sledování zvyšuje odolnost analýzy vůči rušivým matricovým složkám, což usnadňuje rutinní monitorování i analýzu složitějších vzorků (např. půdy, sedimentů).

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další rozvoj vícemodální detekce kombinující UV/Vis, fluorescenci a hmotnostní spektrometrii pro zlepšení selektivity
• Implementace automatizovaných gradientních a vlnově programovaných protokolů pro vysokou propustnost laboratoře
• Vývoj nových stacionárních fází a mikročástic s vyšší účinností pro rychlejší a citlivější analýzy
• Real-time monitorovací systémy pro on-line sledování PAH v povrchových a podzemních vodách

Závěr

Obě detekční techniky jsou vhodné pro kvantifikaci PAH: UV detekce je jednoduchá a dostatečně citlivá pro standardní požadavky, zatímco fluorescenční detekce s vlnovým programováním poskytuje nejnižší detekční limity a nejlepší potlačení matričních interferencí. Zapojení obou detektorů v sérii představuje ideální řešení pro náročné aplikace.

Použitá instrumentace

• HPLC systém Varian Chromatography Systems
• Detektor Varian Star 9050 UV/Vis absorbance
• Detektor Varian 9070 dvoumonochromátorový fluorescenční
• Kolony Vydac 201TP54 a Shandon Hypersil Green PAH

Reference

1. Furata N.; Otsuki A. Anal. Chem. 1983, 55, 2407–2413.