Analysis of Per-and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS) using the LCMS-8050 Triple Quadrupole Mass Spectrometer According to EPA Draft Method 1633

Význam tématu

Per- a polyfluoroalkylované látky (PFAS) patří mezi perzistentní organické znečišťující látky, které se v životním prostředí akumulují a představují zdravotní riziko. Voda a odpadní vody mohou obsahovat PFAS v nízkých koncentracích, a proto je nezbytné vyvíjet spolehlivé a citlivé analytické metody pro jejich kvantitativní stanovení.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo ověřit schopnost hmotnostního spektrometru Shimadzu LCMS-8050 s trojitou kvadrupólou splnit požadavky EPA draft metody 1633 pro stanovení 40 cílových PFAS látek v reziduích vod a odpadních vod. Studie hodnotila limity kvantifikace (LOQ), limity detekce (IDL), linearitu, přesnost, opakovatelnost a výtěžnost interních standardů.

Použitá metodika

Vzorky (ultrapure voda a odpadní voda) byly připraveny pomocí tuhé fáze (SPE) na kartuších InertSep MA-2. Ke každému vzorku byly přidány extrahované (EIS) a neextrahované (NIS) interní standardy. Eluát byl analyzován UHPLC systémem Nexera s kolonkou Shim-pack GIST-HP C18 (2,1×50 mm, 3 µm) a delay kolonkou k minimalizaci pozadí. Mobilní fáze A byla voda s 2 mM acetátu amonného v 5 % acetonitrilu, fáze B čistý acetonitril, gradient 0–20 minut při průtoku 0,4 mL/min. Vstřikovaná injekce 2 µL, teplota kolony 40 °C. Detekce probíhala v režimu MRM s optimalizovanými ionty a kolizními energiemi.

Použitá instrumentace

• UHPLC Shimadzu Nexera UFMS
• MS/MS Shimadzu LCMS-8050 (triple quad)
• Analytická kolona Shim-pack GIST-HP C18 2,1×50 mm, 3 µm
• Delay kolona Shim-pack GIST C18 3,0×50 mm, 5 µm
• SPE kartuše InertSep mini MA-2 (280 mg)

Hlavní výsledky a diskuse

LOQ pro všechny analyty odpovídaly požadavkům EPA draft metody (0,2–0,8 ng/mL pro většinu PFAS, až 2 ng/mL pro některé látky). IDL se pohybovaly od 0,01 do 1,9 ng/mL, což potvrzuje vysokou citlivost. Linearita kalibrace byla při relativní chybě (RSE) ≤20 %. V opakovatelnosti (CS1 n=7) u 75 % analyzovaných PFAS byla %RSD <20 %. Výtěžnost EIS ve vzorcích ultrapure vody i odpadní vody převyšovala rozsah 50–150 %, přičemž ve vodách z odpadních stanic byly hodnoty mírně nižší, ale stále v akceptovatelných mezích.

Přínosy a praktické využití metody

• Metoda splňuje i překračuje kritéria EPA 1633 pro LOQ/IDL.
• Vysoká citlivost a robustnost při analýze složitých matric (odpadní voda).
• Rychlý souběžný běh vzorků (20 min na běh) vhodný pro rutinní laboratoře.
• Možnost budoucího upgrade na vyšší citlivost v rámci platformy Shimadzu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření metody o netargetované a suspect screening PFAS pomocí vysokorozlišovací MS. Dále je perspektivní automatizace přípravy vzorků, zkrácení doby analýzy a aplikace v terénních mobilních laboratořích. Integrace s datovými platformami a strojovým učením umožní rychlejší vyhodnocování výsledků a lepší řízení kvality.

Závěr

Shimadzu LCMS-8050 prokázal vysokou přesnost, citlivost i opakovatelnost při stanovení PFAS dle EPA draft metody 1633. Metoda je vhodná pro rutinní monitoring vod a odpadních vod a poskytuje spolehlivé výsledky i v nízkých koncentracích.

Reference

1. EPA draft Method 1633: Analysis of Per- and Polyfluoroalkyl Substances in Aqueous, Solid, Biosolids, and Tissue Samples by LC/MS/MS, 2022.