Analysis of Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS) in Food Samples with LC-MS/MS

Význam tématu

Per- a polyfluorované alkylové látky (PFAS) jsou vysoce perzistentní organofluorované sloučeniny používané v ochranných nátěrech, hasicích prostředcích a textilních úpravách. Díky své odolné chemické struktuře se hromadí v životním prostředí a potravním řetězci. Monitoring kontaminace potravin PFAS je klíčový pro hodnocení expozice lidí a zajištění bezpečnosti potravin.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout spolehlivou kvantitativní metodu pro simultánní stanovení čtyřiceti PFAS v potravinách (na modelovém vzorku mrkve) využívající LC-MS/MS. Práce zahrnovala optimalizaci extrakce, čištění pomocí SPE a napěťové hmotnostní spektrometrie pro rychlou analýzu do 15 minut.

Použitá instrumentace

• Nexera X3 UHPLC (Shimadzu)
• Triple kvadrupólový hmotnostní spektrometr LCMS-8050 (Shimadzu) v ESI negativním módu
• Kolonová sestava: Shim-pack Scepter C18-120 (100×2,0 mm, 1,9 μm) a delay column Shim-pack GIST C18 (50×3,0 mm, 5 μm)
• Biotage® PRESSURE+ 48 pro SPE čištění

Použitá metodika

• Vzorek: 10 g mraženě mleté mrkve extrahováno 10 mL acetonitrilu s přídavkem solí (QuEChERS protokol) a centrifugováno.
• Čištění: Dvě SPE kartuše (InertSep MA-2 a EVOLUTE EXPRESS WAX) kondicionovány, vzorek naložen, následně promyty vodou a formic acid/methanol/water, eluovány v alkalických podmínkách (28% amoniaku v methanolu/vodě).
• Koncentrace: Původně plánované odpaření dusíkem vedlo k vysokým ztrátám u vybraných PFAS, proto byl eluát po dodatečném přidání kyseliny mravenčí přímo analyzován bez koncentračního kroku.
• LC-MS/MS rozdělovací gradient: 20→100% acetonitrilu (0–12 min) při průtoku 0,4 mL/min, injekční objem 1 μL.

Hlavní výsledky a diskuse

Optimalizace SPE promývání a elučních fází umožnila dosažení průměrných celkových výtěžků 70–120 % pro všechny PFAS bez významných rozdílů mezi oběma typy kartuší. Metoda negovala nutnost opakované centrifugace a koncentračního kroku, což zkrátilo dobu přípravy. Injekce menšího objemu (1–5 µL) minimalizovala matrix efekt a zajistila dobrou citlivost.

Přínosy a praktické využití

Metoda nabízí rychlý, robustní a validní postup pro rutinní kontrolu PFAS v potravinách. Vysoká propustnost, jednoduchá příprava a spolehlivá kvantifikace umožňují využití v potravinářských laboratořích, regulačních agenturách i výzkumných centrech zaměřených na bezpečnost potravin.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Automatizace přípravy vzorků a integrace robotických systémů pro zvýšení throughputu.
• Rozšíření spektra analyzovaných PFAS včetně jejich prekursorů a transformátů.
• Použití vysokorozlišovací MS pro screening neočekávaných fluorovaných látek.
• Implementace zelenějších extrakčních protokolů s nižší spotřebou organických rozpouštědel.

Závěr

Byla vyvinuta a validována metodika LC-MS/MS pro stanovení 40 PFAS v potravinovém vzorku s jednoduchou přípravou, bez ztrátových koncentračních kroků a s kvalitními výtěžky. Metoda umožňuje efektivní a spolehlivý monitoring PFAS kontaminace v potravinách.

Reference

• Analysis of Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS) in Aqueous, Solid, Biosolids, and Tissue Samples by LC-MS/MS, 2nd Draft Method 1633, EPA (June 2022).