Development and Optimization for a Comprehensive LC/MS/MS Method for the Detection of 74 PFAS Compounds

Význam tématu

Per- a polyfluorované alkylové látky (PFAS) představují širokou skupinu persistujících organických kontaminantů, které se hromadí v životním prostředí a potravinářských produktech. Jejich odolnost vůči degradaci a potenciál akumulace v organismech z nich činí významné riziko pro lidské zdraví. Dietární příjem, především z živočišných produktů (maso, vejce, mléčné výrobky), je identifikován jako klíčová expozice. Citlivá a spolehlivá analýza PFAS je proto nepostradatelná pro monitorování kvality potravin, epidemiologické studie a řešení regulatorních požadavků.

Cíle a přehled studie / článku

Studie popisuje vývoj a optimalizaci komplexní LC/MS/MS metody pro simultánní detekci 74 PFAS látek v náročných matricích živočišného původu. Hlavními cíli byly:

• vyvinout metodu s vysokou citlivostí (IDL pod 10 pg/mL pro většinu látek),
• řešit analytické výzvy spojené s přípravou smíšených standardů, chromatografickým rozlišením a rušením signálu v důsledku složitých matrik,
• zajistit spolehlivou kvantifikaci širokého spektra PFAS v souladu s požadavky regulačních orgánů.

Použitá instrumentace

Pro chromatografickou separaci bylo použito zařízení Agilent 1290 Infinity III (pumpa G7120A, autosampler G7167B, termostat G7116A) vybavené PFC-free úpravou. Analýzu prováděl trojnásobný kvadrupól Agilent 6495D s Agilent Jet Stream zdrojem v negativním ionizačním režimu. Data byly zpracovány softwarem MassHunter Workstation.

Použitá metodika

Metoda zahrnovala:

• přípravu vzorku QuEChERSER extrakcí s 1 % kyselinou mravenčí pro zlepšení tvaru píků a ionizace,
• směs standardů rozdělenou na dvě části: PFAS stabilní ve vodném/methanolovém roztoku a skupinu FTCAs/FTUCAs v isopropylalkoholu,
• injekční program – před vstřikem vzorku 10 µL kyseliny mravenčí, 5 µL vzorku a 1 µL vzduchu pro potlačení chromatografického rušení,
• chromatografický gradient 18 minut s C18 kolonou při 50 °C,
• detekci pomocí MRM přechodů a stanovení IDL opakovanými injekcemi podle doporučení EPA.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda dosahuje pro 70 % analyzovaných PFAS IDL pod 10 pg/mL, lineární rozsahy od 0,01 do 200 ng/mL a korelační koeficienty R² > 0,992. Nižší ionizační účinnost vykazovaly sloučeniny s aminoskupinami, FTCA a PFPFiA, což vyžadovalo optimalizaci zdrojových parametrů a chromatografie. DiSAmPAP se projevoval rozloženým signálem; byl integrován jako souhrn spektra. Směs standardů byla oddělena kvůli kontaminaci některých komerčních látek (Capstone A/B, Nafion Byproduct) a degradačním produktům v matrice.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje:

• komplexní monitoring PFAS v potravinách a ekologických vzorcích,
• regulatorní plnění požadavků EPA, USDA FSIS a FDA,
• vysokou reprodukovatelnost (%RSD < 5 %) pro široké spektrum látek,
• aplikaci v rutině QA/QC i výzkumných laboratořích.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření panelu PFAS s důrazem na nově identifikované etherové a fosfátové sloučeniny. Dále bude klíčová automatizace přípravy vzorků, zlepšení software pro chromatografickou dekonvoluci složitých cel a validace metody na rostlinných a vodních matricích. Integrace vysokorozlišovací MS by mohla dále rozšířit identifikaci neznámých PFAS.

Závěr

Popsaná LC/MS/MS metoda přináší citlivý, robustní a široce použitelný nástroj pro simultánní stanovení 74 PFAS v živočišných extraktech. Díky pečlivé optimalizaci přípravy vzorku, chromatografie a zdrojových parametrů umožňuje spolehlivou kvantifikaci napříč různými PFAS třídami a plní požadavky mezinárodních norem.

Reference

1. Pasecnaja E., Bartkevics V., Zacs D. Occurrence of Selected Per- and Polyfluorinated Alkyl Substances in Food Available on the European Market – A Review on Levels and Human Exposure Assessment. Chemosphere 2022, 287, 132378.
2. Domingo J. L., Nadal M. Per- and Polyfluoroalkyl Substances in Food and Human Dietary Intake: A Review. J. Agric. Food Chem. 2017, 65, 533–543.
3. Sapozhnikova Y., Stroski K. M., et al. PFAS Accumulation in Fish from East Canyon Creek, Utah. Environ. Res. 2025, 266, 120480.
4. Alsen M., et al. Endocrine Disrupting Chemicals and Thyroid Cancer. Toxics 2021, 9, 14.
5. DeWitt J. C., Williams W. C., Creech N. J. Suppression of Antigen-Specific Antibody Responses in Mice Exposed to PFOA. J. Immunotoxicol. 2016, 13, 38–45.
6. Ahrens L. Polyfluoroalkyl Compounds in Aquatic Environment. J. Environ. Monit. 2011, 13, 20–31.
7. EFSA Panel. Risk to human health from PFAS in food. EFSA J. 2020, 18, e06223.
8. Genualdi S., Young W., DeJager L., Begley T. Method Development of PFAS in Foods. J. Agric. Food Chem. 2021, 69, 5599–5606.
9. EPA Method 1633. Analysis of PFAS in Aqueous, Solid, Biosolids, Tissue. July 2023.
10. USDA FSIS CLG-PFAS 2.04. Screening and Confirmation of PFAS by UHPLC-MS/MS, 2023.
11. FDA CAM. Determination of 30 PFAS in Food and Feed by LC/MS/MS.
12. Stroski K. M., Sapozhnikova Y. Validation for 74 PFAS in Food of Animal Origin. Anal. Chim. Acta 2025, 1364, 344216.
13. Parra N. P., Taylor L. Instrument Detection Limit for Triple Quadrupole LC/MS. Agilent Tech. Overview 2014, 5991-4089EN.
14. De Silva A. O., Allard C. N., et al. PFAS in Residential Indoor Dust. Environ. Sci. Technol. 2012, 46, 12575–12582.
15. Wang Z., Cousins I. T., Berger U., et al. Environmental Hazards of PFPAs and PFPiAs. Environ. Int. 2016, 89-90, 235–247.