Accurate Analysis of PFOA, PFHxS, and PFOS in Drinking Water Using a Triple Quadrupole LC/MS/MS

Význam tématu

Perfluorované sloučeniny PFOA, PFHxS a PFOS se díky své chemické stabilitě využívají v mnoha odvětvích, například při výrobě voděodpudivých či nepromokavých materiálů a surfaktantů. Jejich perzistence v životním prostředí však vyvolává obavy z akumulace v lidském organismu. Stanovení těchto látek v pitné vodě je proto klíčové pro zajištění bezpečné spotřeby a splnění vodohospodářských regulací.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout a optimalizovat kvantitativní metodu pro stanovení PFOA, PFHxS a PFOS v pitné vodě při velmi nízkých koncentracích (0,2 ng/L). Vzorky byly koncentrovány tisícinásobně a analyzovány pomocí triple-kvadrupólového LC/MS/MS systému Shimadzu LCMS-8050RX vybaveného novou technologií CoreSpray.

Použitá metodika

• Příprava vzorku: Přidání 50 µL 13C značeného interního standardu (10 ng/L), aniontově výměnná SPE extrakce, sušení dusíkem a doplnění do 0,5 mL metanolem.
• Automatizace: Automatický SPE systém AquaTrace od GL Sciences zajišťoval conditioning, vzorkování, eluování i koncentrování.
• Chromatografie: UHPLC Nexera-X3 se sloupcem Shim-pack GIST-HP C18-AQ (150×2,1 mm, 3 µm). Mobilní fáze A: 10 mM acetát amonný ve vodě, B: acetonitril. Gradient 40→70 % B (0–13 min)→100 % B (13–17 min)→40 % B (17–21 min). Průtok 0,2 mL/min, teplota kolony 40 °C, objem injekce 1 µL, doba běhu 21 min.
• Hmotnostní spektrometrie: ESI v negativním módu, MRM detekce. Podmínky: napětí sondy –1 kV, nebulizační plyn 3 L/min, sušící plyn 3 L/min, ohřívací plyn 15 L/min, teplota DL 150 °C, blok 250 °C, interface 300 °C.
• Ochrana proti kontaminaci: Instalace delay kolony mezi míchací modul a autosampler a použití vysoce čistých reagencií pro PFAS.

Použitá instrumentace

• Shimadzu LCMS-8050RX s technologií CoreSpray
• UHPLC systém Nexera-X3 (Shim-pack GIST-HP C18-AQ, Shim-pack XR-ODS II delay kolona)
• AquaTrace automatický SPE systém od GL Sciences

Hlavní výsledky a diskuse

• Limit kvantifikace 0,2 ng/L (v pitné vodě) pro všechny tři PFAS, s vynikajícími kalibračními křivkami (R>0,9996).
• Recovery testy při 1 ng/L a 5 ng/L ukázaly návratnosti 82–103 % a opakovatelnost pod 4 % RSD.
• MRM chromatogramy prokázaly dobrou separaci lineárních a rozvětvených izomerů PFOS a PFHxS.
• Automatizace přípravy vzorků zkrátila časovou náročnost a minimalizovala riziko lidské chyby.

Přínosy a praktické využití metody

Díky vysoké citlivosti a spolehlivosti metody lze rutinně monitorovat stopové koncentrace perfluorovaných kyselin v pitné vodě a zajišťovat shodu s mezinárodními i národními normami. Automatizace procesu přípravy vzorků zvyšuje efektivitu laboratorního provozu v oblasti QA/QC a environmentálních studií.

Budoucí trendy a možnosti využití

S nástupem nových PFAS se očekává rozšíření metody o další deriváty a degradované produkty. Dále se předpokládá integrace s online SPE a vysokoprůtokovými technikami pro nepřetržitý monitoring kvality vody. Kombinace s HRMS by mohla umožnit nedefinované screeningové analýzy a identifikaci neznámých perfluorovaných kontaminantů.

Závěr

Vyvinutá metoda na LCMS-8050RX pro stanovení PFOA, PFHxS a PFOS v pitné vodě prokázala vynikající citlivost, přesnost a opakovatelnost. Kompletní automatizace přípravy vzorků zajišťuje rychlý a spolehlivý laboratorní pracovní tok, který je vhodný pro rutinní analýzy v oblasti environmentální kontroly a průmyslové analytiky.