Comprehensive PFAS Analysis Using Diverse LC Column Types

Význam tématu

PFAS (per- a polyfluoroalkylové látky) představují perzistentní organické znečišťující látky s širokým průmyslovým použitím a zdravotními riziky. Analytická detekce zejména ultrakrátkých řetězců (C2–C4) je náročná kvůli nízké retenci na běžných C18 kolonách a matričním interferencím.

Cíle a přehled studie / článku

Studie popisuje komplexní LC-MS/MS metody pro sledování PFAS od ultrakrátkých až po dlouhé a etherové deriváty. Porovnává konvenční C18, polar-embedded C18 (Ultra IBD) a mixed-mode aniontovou výměnu/HILIC (Raptor Polar X). Cílem je optimalizovat retenci, tvar píků a citlivost pro široké spektrum PFAS v různých matricích.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika:

• RP-LC pro C6–C14 na C18 kolóně (Raptor Ultra C18).
• Reverzní fáze se polar-embedded ligandem (Ultra Inert IBD, 100×2,1 mm, 3 µm) pro ultrakrátké PFAS.
• Aniontová výměna a HILIC (Polar X 50×2,1 mm, 2,7 µm) pro silně kyselé a polarní PFAS.
• Příprava vzorků: direct injection, SPE, QuEChERS, proteinová precipitace; interní standardy izotopicky značené PFAS.

Instrumentace:

• Waters Acquity UPLC a TQ-S MS s negativní ESI.
• Mobilní fáze: 5 mM NH4OAc/NH4 formiát + 0,1 % kyselina formiová nebo 0,05 % kyselina formiová v acetonitrilu/methanolu.
• Gradienty optimalizované pro rychlou analýzu (do 8–12 min) při proudu 0,25–0,5 mL/min a teplotě 40 °C.

Hlavní výsledky a diskuse

• C18 kolóna spolehlivě separuje PFAS C6–C14, avšak pro C2–C4 vykazuje nízkou retenci a špatný tvar píků.
• Ultra IBD zajišťuje prodlouženou retenci a ostřejší pík pro ultrakrátké PFAS, s nižšími matričními interferencemi ve vzorcích plasmatu a mléka.
• Polar X vykazuje silnou retenci polárních a aniontově nabitých PFAS, vhodná pro přímou analýzu ultrakrátkých kyselin a sulfonátů ve vodách bez derivatizace.
• ASTM WK80687 metoda pro C1–C4 PFAS ve vodách dosahuje přesnosti 86–107 % a RSD 1,6–10,7 %; detekce v reálných vodách až stovky ng/L.
• Lineární rozsahy až desítky ng/mL, r2 > 0,995, detekční limity v řádu 0,001–0,02 ng/mL pro většinu analyz.

Přínosy a praktické využití metody

• Univerzální řešení pro sledování širokého spektra PFAS v pitné, odpadní i biologické matrici.
• Možnost výběru kolónové chemie dle délky řetězce a kyselosti PFAS umožňuje optimalizovat citlivost a propustnost.
• Vhodné pro regulační monitorování, QA/QC v průmyslu i klinický výzkum.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další rozvoj mixed-mode a HILIC kolón pro lepší retenci neznámých PFAS a etherových analogů.
• Automatizace přípravy vzorků (online SPE, mikroextrakce) pro vyšší propustnost laboratoří.
• Integrace s vysokorozlišovacími MS systémy pro strukturální charakterizaci nových PFAS.
• Využití superkritické fluidní chromatografie (SFC) pro rychlejší a ekologičtější analýzu.

Závěr

Komplexní přístup s volbou vhodné kolónové chemie (C18, Ultra IBD, Polar X) a optimalizované mobilní fáze výrazně zlepšuje retenci, tvar píků a citlivost LC-MS/MS analýzy PFAS. Metody splňují požadavky norem i náročných matric a umožňují sledovat jak ultrakrátké, tak dlouhé a etherové PFAS.

Reference

• Lucas D., Liang S.-H., York J., Steimling J. Comprehensive PFAS Analysis Using Diverse LC Column Types. HPLC 2024, Restek Corp.