Analysis of Per- and Polyfluoroalkyl Substances in Groundwater by Direct Injection Using the Benchtop Multi- Reflecting Time-of-Flight Xevo™ MRT Mass Spectrometer
Aplikace | 2025 | WatersInstrumentace
PFAS (per- a polyfluoralkylové látky) jsou trvale přítomné v životním prostředí, kde se kumulují v půdě a podzemních vodách. Vzhledem k jejich recalcitrantní povaze a potenciálním zdravotním rizikům pro člověka a ekosystémy dochází k intenzivnímu zpřísňování legislativních limitů. Tradiční LC–TQ metody sice umožňují kvantifikaci předem definovaných látek, avšak postrádají schopnost širšího, non-targeted screeningu. V tomto kontextu představuje HRMS (high-resolution mass spectrometry) s přímou injekcí bez SPE inovativní přístup pro komplexní analýzu PFAS v komplexních matricích.
Cílem studie bylo ověřit výkonnost benchtopového multi-reflektujícího ToF systému Xevo™ MRT pro:
Vzorky podzemní vody byly zředěny 1:1 methanolem s 0,2 % kyseliny mravenčí a přímo injikovány (10 µL) do LC–HRMS. Byla použita data-independent akvizice (MSE) s rozlišením mass-to-charge 10 Hz. Kvantifikace vycházela z kalibračních křivek v rozsahu 1–10 000 ng/L s 1/X vážením.
Massová přesnost systému se u 535 měření pohybovala mezi –1,2 a 1,6 ppm, s RMS 0,496 ppm. U 24 ze 30 PFAS byla LOD ≤ 5 ng/L, přičemž některé látky dosáhly LOD 1 ng/L. Dynamický rozsah analýzy pokrýval čtyři řády velikosti. Ve vzorcích z Channel Islands bylo detekováno a kvantifikováno pět PFAS (PFBS, PFPeS, PFHpS, lineární a větvené izomery PFOS a PFHxS) s koncentracemi 13–1 000 ng/L, překračujícími limity dle směrnic EU 2006/118/EC a 2013/39/EU.
Metoda nevyžaduje časově náročnou extrakci SPE, minimalizuje analytické zkreslení a umožňuje simultánní screening a kvantifikaci v jediném běhu. Díky vysoké přesnosti hmotnostního měření a širokému dynamickému rozsahu je vhodná pro regulační monitoring i výzkumné aplikace v oblasti environmentální chemie.
Možnosti dalšího zlepšení zahrnují zvýšení injektovaného objemu (např. na 50 µL) pro dosažení ještě nižších LOD, rozšíření databází pro non-target screening a aplikaci metody na jiné složité matrice (odpadní vody, biota). Integrace s pokročilými softwarovými nástroji a umělou inteligencí může dále zefektivnit identifikaci nových PFAS.
Xevo™ MRT Mass Spectrometer ve spojení s přímou injekcí LC–HRMS představuje robustní platformu pro komplexní analýzu PFAS v podzemní vodě. Metoda nabízí vynikající hmotnostní přesnost, vysokou citlivost a široký dynamický rozsah, což umožňuje spolehlivou detekci a kvantifikaci širokého spektra PFAS látek v rámci jednoho analytického běhu.
LC/MS, LC/MS/MS, LC/TOF, LC/HRMS
ZaměřeníŽivotní prostředí
VýrobceWaters
Souhrn
Význam tématu
PFAS (per- a polyfluoralkylové látky) jsou trvale přítomné v životním prostředí, kde se kumulují v půdě a podzemních vodách. Vzhledem k jejich recalcitrantní povaze a potenciálním zdravotním rizikům pro člověka a ekosystémy dochází k intenzivnímu zpřísňování legislativních limitů. Tradiční LC–TQ metody sice umožňují kvantifikaci předem definovaných látek, avšak postrádají schopnost širšího, non-targeted screeningu. V tomto kontextu představuje HRMS (high-resolution mass spectrometry) s přímou injekcí bez SPE inovativní přístup pro komplexní analýzu PFAS v komplexních matricích.
Cíle a přehled studie
Cílem studie bylo ověřit výkonnost benchtopového multi-reflektujícího ToF systému Xevo™ MRT pro:
- Simultánní absolutní kvantifikaci a nestrukturovaný screening (NTS) až 30 PFAS sloučenin v podzemní vodě.
- Hodnocení přesnosti měření hmotnosti (RMS ≤ 0,5 ppm), citlivosti (LOD ≤ 5 ng/L) a dynamického rozsahu (1–10 000 ng/L).
- Demonstraci reálné aplikace na vzorcích z Channel Islands a porovnání s předpisy EU pro PFOS a PFHxS.
Použitá metodika
Vzorky podzemní vody byly zředěny 1:1 methanolem s 0,2 % kyseliny mravenčí a přímo injikovány (10 µL) do LC–HRMS. Byla použita data-independent akvizice (MSE) s rozlišením mass-to-charge 10 Hz. Kvantifikace vycházela z kalibračních křivek v rozsahu 1–10 000 ng/L s 1/X vážením.
Použitá instrumentace
- ACQUITY™ Premier LC System s PFAS izolátorem (Atlantis™ Premier BEH C18 AX 2.1×50 mm).
- Analytický sloupec ACQUITY Premier BEH C18, 1.7 µm, 2.1×100 mm.
- Xevo™ MRT Mass Spectrometer (ESI–, m/z 50–1200, MSE režim, lock mass Leu-enkefalin).
- Software waters_connect™ Platform a UNIFI™ Application pro cílenou kvantifikaci i NTS.
Hlavní výsledky a diskuse
Massová přesnost systému se u 535 měření pohybovala mezi –1,2 a 1,6 ppm, s RMS 0,496 ppm. U 24 ze 30 PFAS byla LOD ≤ 5 ng/L, přičemž některé látky dosáhly LOD 1 ng/L. Dynamický rozsah analýzy pokrýval čtyři řády velikosti. Ve vzorcích z Channel Islands bylo detekováno a kvantifikováno pět PFAS (PFBS, PFPeS, PFHpS, lineární a větvené izomery PFOS a PFHxS) s koncentracemi 13–1 000 ng/L, překračujícími limity dle směrnic EU 2006/118/EC a 2013/39/EU.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda nevyžaduje časově náročnou extrakci SPE, minimalizuje analytické zkreslení a umožňuje simultánní screening a kvantifikaci v jediném běhu. Díky vysoké přesnosti hmotnostního měření a širokému dynamickému rozsahu je vhodná pro regulační monitoring i výzkumné aplikace v oblasti environmentální chemie.
Budoucí trendy a možnosti využití
Možnosti dalšího zlepšení zahrnují zvýšení injektovaného objemu (např. na 50 µL) pro dosažení ještě nižších LOD, rozšíření databází pro non-target screening a aplikaci metody na jiné složité matrice (odpadní vody, biota). Integrace s pokročilými softwarovými nástroji a umělou inteligencí může dále zefektivnit identifikaci nových PFAS.
Závěr
Xevo™ MRT Mass Spectrometer ve spojení s přímou injekcí LC–HRMS představuje robustní platformu pro komplexní analýzu PFAS v podzemní vodě. Metoda nabízí vynikající hmotnostní přesnost, vysokou citlivost a široký dynamický rozsah, což umožňuje spolehlivou detekci a kvantifikaci širokého spektra PFAS látek v rámci jednoho analytického běhu.
Reference
- Organtini K, Rosnack K, Hancock P. Analysis of Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS) in Accordance With EPA 1633 Part 1: Establishing and Assessing the Method. Waters Application Note 720008117, 2023.
- Zhang Z, Sarkar D, Biswas JK, Datta R. Biodegradation of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS): A review. Bioresource Technology. 344:126223, 2022.
- U.S. Environmental Protection Agency. CompTox Chemicals Dashboard: PFASMaster. Accessed November 2023.
- Suspect List of Possible Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS). NIST Public Data Repository. Accessed November 2023.
- Camdzic D et al. Quantitation of Total PFAS Including Trifluoroacetic Acid with Fluorine Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy. Anal. Chem. 95:5484–5488, 2023.
- Schymanski EL et al. Non-target Screening with High-Resolution Mass Spectrometry: Critical Review Using a Collaborative Trial on Water Analysis. Anal. Bioanal. Chem. 407:6237–6255, 2015.
- Charbonnet JA et al. Communicating Confidence of Per- and Polyfluoroalkyl Substance Identification via High-Resolution Mass Spectrometry. Environ Sci Technol Lett. 9:473–481, 2022.
- Directive (EU) 2006/118/EC on the protection of groundwater against pollution and deterioration.
- Directive (EU) 2013/39/EU amending Directives 2000/60/EC and 2008/105/EC regarding priority substances in water policy.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
DIRECT INJECTION SCREENING METHOD FOR PER-AND-POLYFLUOROALKYL SUBSTANCES IN DRINKING WATER USING A PROTOTYPE BENCHTOP MULTI- REFLECTING TIME-OF-FLIGHT
2024|Waters|Postery
DIRECT INJECTION SCREENING METHOD FOR PER-AND-POLYFLUOROALKYL SUBSTANCES IN DRINKING WATER USING A PROTOTYPE BENCHTOP MULTIREFLECTING TIME-OF-FLIGHT Hania Khoury-Hollins1; Stuart Adams1; Jayne Kirk1; Richard Lock1; Lance Nicolaysen2 1Waters Corporation, Stamford Avenue, Altrincham Road, Wilmslow, Cheshire, SK9 4AX, UK, 2Waters Corporation, 34…
Klíčová slova
polyfluoroalkyl, polyfluoroalkylpfas, pfasmrt, mrttransmission, transmissionper, perbenchtop, benchtopusing, usingsubstances, substancesworkflows, workflowsunifi, unifiidentification, identificationparameters, parameterscollision, collisionpremier, premiermass
Direct Injection Screening Method for Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS) in Drinking Water Using the High Resolution Time of Flight Mass Spectrometer, the Xevo™ G3 QTof
2024|Waters|Aplikace
Application Note Direct Injection Screening Method for Perand Polyfluoroalkyl Substances (PFAS) in Drinking Water Using the High Resolution Time of Flight Mass Spectrometer, the Xevo™ G3 QTof Hania Khoury-Hollins, Lisa Reid, Stuart Adams Waters Corporation Abstract The widespread use of…
Klíčová slova
pfas, pfaspolyfluoroalkyl, polyfluoroalkylsubstances, substancesdrinking, drinkingscreening, screeningper, perdirect, directwater, waterinjection, injectionmethod, methodusing, usingcircumvent, circumventapproach, approachtargeted, targetedhigh
Perfluoroalkyl and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS) Testing
2022|Waters|Příručky
Perfluoroalkyl and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS) Testing Application Notebook Environmental Samples Drinking Water Biological Fluids Food Introduction EFFICIENT ANALYTICAL SOLUTIONS TO SUPPORT THE SAFETY OF FOOD, WATER SUPPLIES AND TO PROTECT THE ENVIRONMENT Welcome to Waters’ PFAS testing application notebook. The…
Klíčová slova
pfas, pfasdrinking, drinkingpolyfluoroalkyl, polyfluoroalkylpfos, pfosperfluoroalkyl, perfluoroalkylnotebook, notebookwater, watersubstances, substancesfluids, fluidsenvironmental, environmentalapplication, applicationtesting, testingbiological, biologicalread, readfood
Analysis of Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS) in Animal Products with an Enhanced Sensitivity LC-MS/MS Method using Fish Reference Materials as a Case Study
2023|Waters|Aplikace
Application Note Analysis of Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS) in Animal Products with an Enhanced Sensitivity LC-MS/MS Method using Fish Reference Materials as a Case Study Stuart Adams, Nicola Dreolin, Kari L. Organtini, Peter Hancock Waters Corporation Abstract PFAS has…
Klíčová slova
pfas, pfaspolyfluoroalkyl, polyfluoroalkylfish, fishanimal, animallcms, lcmscase, casesubstances, substancesenhanced, enhancedreference, referencematerials, materialsper, perstudy, studysensitivity, sensitivityproducts, productsmethod