Automated Solid Phase Extraction of PFAS from Aqueous Samples

Význam tématu

Per- a polyfluoralkylové látky (PFAS) patří mezi perzistentní organické znečišťující látky se širokým využitím a vysokou mobilitou v životním prostředí. Jejich sledování ve vodách je zásadní pro ochranu lidského zdraví a ekosystémů. Standardní manuální extrakce je časově náročná a náchylná k chybám, proto roste zájem o automatizované metody, které zvýší výkonnost laboratoří, zajistí opakovatelnost a splní přísné požadavky metodiky US EPA 1633.

Cíle a přehled studie

Cílem této aplikované studie bylo porovnat pět automatizovaných protokolů pro extrakci PFAS ze vzorků vody pomocí různých konfigurací Agilent Bond Elut PFAS WAX/Carbon S SPE sorbentů. Studie testovala: 1) dvoustupňovou extrakci s volným grafitickým karbonem, 2) jednu extrakci s dvoufázovými vrstvenými sorbenty, 3–4) extrakci s dvoufázovými blended sorbenty v rozdílném poměru WAX/Carbon S a 5) vrstvou sorbentů oddělenou fritou. Na základě počtu odchylek a výsledků preciznosti byla vybrána konfigurace blended sorbentu 200 mg WAX/10 mg Carbon S pro kompletní validaci metodiky.

Použitá instrumentace

• Automatický osmikanálový extrakční přístroj PromoChrom s anti-clogging frity a inline filtry
• Agilent SPE kartuše Bond Elut PFAS WAX/Carbon S (200 mg WAX/10 mg Carbon S)
• HPLC systém Agilent 1290 Infinity II s PFC-free konverzním kitem
• Trojčíselný hmotnostní spektrometr Agilent 6495C QQQ s Agilent Jet Stream zdrojem
• ZORBAX Eclipse RR C18 delay column, RRHD Eclipse Plus C18 guard a analytická kolona 3.0×50 mm, 1.8 μm

Použitá metodika

Vzorky o objemu 250 mL byly obohaceny o izotopově značené interní standardy a extrahovány s použitím režimu automatizované SPE dle EPA 1633. Po nákalu a praní sorbentu proběhlo eluční stanovení do 5 mL koncentrovaného eluátu. Extrakty byly analyzovány LC-MS/MS za gradientního eluce s mobilními fázemi 5 mM octanu amonného ve vodě/acetonitrilu a čistým acetonitrilem. Kvantifikace proběhla metodou izotopického zahuštění s regresí váženou 1/x a kontrolou kvality přes nízko- a střední standardy.

Hlavní výsledky a diskuse

Pro střední úroveň (40 ng/L) v deionizované vodě všechny protokoly splnily limity přesnosti (RSD ≤ 30 %) i přesnosti (obnova 60–140 %). Nejlepší výsledky vykázala blended sorbentová kartuše 200 mg WAX/10 mg Carbon S: průměrná obnova 106,5 % a nejméně odchylek. Limity detekce (MDL) pro 45 PFAS se pohybovaly mezi 0,04 a 0,38 ng/L, vše podrovnáno s výsledky multilaboratorní studie EPA. Metodické blanky měly koncentrace < 1/2 LOQ. Testy na environmentálních vzorcích (pramenitá voda, komunální odpadní voda, vzorek z monitorovacího vrtu) prokázaly spolehlivost v různých matricích s výsledky v souladu s požadavky EPA 1633.

Přínosy a praktické využití metody

Automatizovaná SPE šetří pracovní čas a snižuje riziko lidských chyb při přípravě vzorků. Optimalizovaný dvoufázový sorbent eliminačně kombinuje selektivní WAX čištění a redukci matrix interference carbone. Metoda je plně kompatibilní s US EPA 1633 a vhodná pro rutinní analýzu pitných, odpadních i podzemních vod.

Budoucí trendy a možnosti využití

Pro další rozvoj se nabízí adaptace na pevné matrice (voda, půda, biosolids) a rozšíření na lidské a zvířecí biologické vzorky. Miniaturizace SPE, integrace do plně robotizovaných linek a využití pokročilých datových algoritmů pro automatickou kontrolu kvality mohou dále zvýšit výkon analýzy PFAS. Pokročilé sorbentní kombinace a metodiky nízkých objemů vzorků přispějí k širší aplikaci v environmentálním a klinickém sektoru.

Závěr

Studie potvrdila, že automatizovaná SPE s Agilent Bond Elut blended PFAS WAX/Carbon S kartušemi poskytuje spolehlivou, opakovatelnou a vysoce přesnou extrakci PFAS z vodných vzorků. Metoda splňuje požadavky EPA 1633 pro obnovu, preciznost i citlivost a významně zvyšuje laboratorní efektivitu.

Reference

1. Raynie, D. E. Trends in Sample Preparation, Part 1: Current State of the Field. LCGC Europe 2023, 36(09), 369–374.
2. U.S. EPA. Method 1633A: Analysis of PFAS in Aqueous, Solid, Biosolids, and Tissue Samples by LC-MS/MS; EPA 820-R-24-007; 2024.
3. Giardina, M. Determination of PFAS in Drinking Water Using Agilent Bond Elut PFAS WAX SPE and LC/MS/MS. Agilent 5994-4960EN, 2023.
4. Giardina, M. Determination of PFAS in Soils Using Carbon S SPE by LC/MS/MS. Agilent 5994-4770EN, 2022.
5. DoD/DoE. Quality Systems Manual for Environmental Laboratories, Version 6; Department of Defense, 2023.
6. U.S. EPA. Definition and Procedure for the Determination of the Method Detection Limit—Revision 2; 40 CFR Part 136, Appendix B; 2025.