PFAS analysis strategy story – direct injection, DLLME, LC-MS/MS, LC- Orbitrap / GC-Orbitrap

Význam tématu

Perfluorované a polyfluorované alkylové látky (PFAS) patří mezi perzistentní organické polutanty s vysokou toxicitou a schopností kumulace v životním prostředí i organismu. Přesná a citlivá analýza PFAS je nezbytná pro zajištění bezpečnosti pitné vody, potravin a pro dodržení evropských legislativních požadavků.

Cíle a přehled studie

Cílem studie je porovnání tří analytických přístupů ke stanovení PFAS:

• Přímá injekce vody s LC-MS/MS (Triple Quadrupole TSQ Altis Plus)
• Automatizovaná disperzivní mikroextrakce (DLLME) s vysokorozlišovacím LC-Orbitrap (Exploris MX)
• DLLME s GC-Orbitrap (Exploris GC) pro kompatibilní PFAS skupiny

Studie hodnotí limity stanovitelnosti, linearitu, přesnost a robustnost metod na různých matricích (pitná voda, odpadní voda, potraviny, biologické vzorky).

Použitá metodika a instrumentace

Metodika přímé injekce:

• Směs vzorek : interní standard 1 : 1 (300 µL : 300 µL)
• Vortex 30 s a injekce 100 µL do LC s oddělovacím a analytickým C18 column
• Akvizice ve SRM režimu na TSQ Altis Plus (run time 23 min)

Metodika DLLME:

• 15 mL vzorku, úprava pH silnou kyselinou
• Automatizace na TriPlus RSH SMART (čas vzorku < 8 min)
• Extrakční fáze: těžší organické rozpouštědlo + disperzní rozpouštědlo
• Druhá extrakce pro vyšší prekoncentraci (prekoncentrační faktor až 500×)
• Injekce 10–30 µL extraktu do LC-Orbitrap Exploris MX (17,5 min) nebo GC-Orbitrap ExpIoris GC

Použitá instrumentace

• Thermo Scientific TSQ Altis Plus Triple Quadrupole
• Thermo Scientific Orbitrap Exploris MX High-Resolution Mass Spectrometer
• Thermo Scientific Orbitrap Exploris GC
• Thermo Scientific Vanquish Flex UHPLC (Acclaim 120 C18 column, 0,4 mL/min)
• Thermo Scientific TriPlus RSH SMART Liquid Handling Station

Hlavní výsledky a diskuse

Obě strategie dosahují subng/L citlivosti v pitné vodě. Přímá injekce zabezpečuje rychlou analýzu a nízkou kontaminaci, zatímco DLLME umožňuje kvantifikaci 56 PFAS sloučenin v low-ppt hladinách z pouhých 15 mL vzorku. Metoda DLLME-HRAM vykazuje až 2,5× nižší LOQ pro některé PFAS třídy (např. FASA, FOSE) ve srovnání s přímou injekcí. Studie rovněž potvrdila shodu s požadavky EU 2022/1431 pro různé potravinové matrix (ovoce, mléko, maso, vejce).

Přínosy a praktické využití metody

• Zvýšení vzorkovací kapacity díky minimalizaci přípravy a objemu vzorku
• Snížená spotřeba rozpouštědel a eliminace SPE kazet
• Univerzální aplikace na čisté i složité matrix (odpadní voda, potraviny, biologické vzorky)
• Vysoká citlivost a přesnost splňující evropské limity

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další miniaturizace extrakčních technik a integrace on-line s MS systémy
• Rozšíření databází HRAM spekter pro nové PFAS a jejich biotransformy
• Automatizované platformy pro více matric a kombinovanou analýzu polutantů
• Využití umělé inteligence pro identifikaci neznámých či nově vznikajících PFAS

Závěr

Studie zdůrazňuje, že volba mezi přímou injekcí a DLLME-HRAM závisí na požadované citlivosti, složitosti matrice a dostupné instrumentaci. Obě metody jsou robustní, ekonomické a šetrné k životnímu prostředí. DLLME nabízí vyšší prekoncentraci při nižších nárocích na objem vzorku, zatímco přímá injekce zajišťuje vysokou průchodnost laboratoří.

Reference

1. Thermo Fisher Scientific Application Note 002902: Direct injection of drinking water for the analysis of 54 PFAS compounds by LC-MS/MS aligned with current and evolving global regulations.
2. Thermo Fisher Scientific Application Brief 003164: Dispersive liquid-liquid micro-extraction for the automated sample preparation of PFAS in drinking water.