Sensitive Perfluoroalkyl Substance (PFAS) Screening Using High Resolution Accurate Mass Spectral Library
Postery | 2019 | ShimadzuInstrumentace
Per- a polyfluorované alkylové látky (PFAS) jsou díky své chemické a tepelné stabilitě běžně používané v průmyslu i domácnostech. Jejich perzistence a toxicita v životním prostředí vyžadují citlivé a selektivní analytické metody s nízkým rizikem falešných pozitivních či negativních identifikací.
Cílem studie bylo vyvinout vysoce citlivou chromatograficko–hmotnostní metodu s přesnou masovou analýzou (HRAM) pro screening PFAS ve složitých matricích. Byla vytvořena a validována spektrální knihovna autentických standardů pro rychlou identifikaci a minimalizaci falešných signálů.
Byl použit QTOF hmotnostní analyzátor Shimadzu LCMS-9030 spojený s UHPLC systémem Nexera-X2. Rozhraní ESI pracovalo při teplotách 100 °C (DL), 200 °C (heat block) a s optimalizovanými průtoky plynů. Separace probíhala na kolóně Restek Raptor C-18 (150×2,1 mm, 2,7 µm) při 40 °C s gradientní elucí mobilní fáze A: 20 mM acetát amonný a B: methanol, doby analýzy 35 minut. Spektrální knihovny byly validovány pomocí Formula Predictor softwaru a EPA DSSTox databáze.
Stabilita hmotnostní přesnosti bez opakované kalibrace byla lepší než ±3 ppm po třídenním sledování. Kvantitativní kalibrace vykázaly lineárnost r2 vyšší než 0,99 a limity kvantifikace v rozsahu 2–5 ppt s přijatelností přesnosti a opakovatelnosti. Metoda efektivně rozlišila lineární a větvené izomery PFHxS a PFOS. Library matching dosahoval similarity skóre 75–92 % a výrazně omezoval falešné pozitivní nálezy ve složitých matrice.
Navržená LC–QTOF metoda s vysokým rozlišením a přesnou masovou analýzou poskytuje robustní, citlivý a selektivní přístup pro screening PFAS. Stabilní hmotnostní přesnost, nízké kvantifikační limity a účinná redukce falešných nálezů ji předurčují k širokému využití v analytických laboratořích.
LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníŽivotní prostředí, Potraviny a zemědělství
VýrobceShimadzu
Souhrn
Význam tématu
Per- a polyfluorované alkylové látky (PFAS) jsou díky své chemické a tepelné stabilitě běžně používané v průmyslu i domácnostech. Jejich perzistence a toxicita v životním prostředí vyžadují citlivé a selektivní analytické metody s nízkým rizikem falešných pozitivních či negativních identifikací.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem studie bylo vyvinout vysoce citlivou chromatograficko–hmotnostní metodu s přesnou masovou analýzou (HRAM) pro screening PFAS ve složitých matricích. Byla vytvořena a validována spektrální knihovna autentických standardů pro rychlou identifikaci a minimalizaci falešných signálů.
Použitá metodika a instrumentace
Byl použit QTOF hmotnostní analyzátor Shimadzu LCMS-9030 spojený s UHPLC systémem Nexera-X2. Rozhraní ESI pracovalo při teplotách 100 °C (DL), 200 °C (heat block) a s optimalizovanými průtoky plynů. Separace probíhala na kolóně Restek Raptor C-18 (150×2,1 mm, 2,7 µm) při 40 °C s gradientní elucí mobilní fáze A: 20 mM acetát amonný a B: methanol, doby analýzy 35 minut. Spektrální knihovny byly validovány pomocí Formula Predictor softwaru a EPA DSSTox databáze.
Hlavní výsledky a diskuse
Stabilita hmotnostní přesnosti bez opakované kalibrace byla lepší než ±3 ppm po třídenním sledování. Kvantitativní kalibrace vykázaly lineárnost r2 vyšší než 0,99 a limity kvantifikace v rozsahu 2–5 ppt s přijatelností přesnosti a opakovatelnosti. Metoda efektivně rozlišila lineární a větvené izomery PFHxS a PFOS. Library matching dosahoval similarity skóre 75–92 % a výrazně omezoval falešné pozitivní nálezy ve složitých matrice.
Přínosy a praktické využití metody
- Zvýšená selektivita a citlivost srovnatelná s konvenčními triple quadrupole metodami.
- Snížení rizika falešných detekcí v komplexních vzorcích díky HRAM knihovně.
- Rychlý screening a spolehlivá identifikace širokého spektra PFAS v environmentálních a biologických vzorcích.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Rozšíření spektrálních knihoven o nové PFAS, metabolity a doplňující standardy.
- Začlenění retenčních časů a pokročilých vyhledávacích algoritmů založených na strojovém učení.
- Automatizace celého analytického workflow od extrakce po výsledný report.
Závěr
Navržená LC–QTOF metoda s vysokým rozlišením a přesnou masovou analýzou poskytuje robustní, citlivý a selektivní přístup pro screening PFAS. Stabilní hmotnostní přesnost, nízké kvantifikační limity a účinná redukce falešných nálezů ji předurčují k širokému využití v analytických laboratořích.
Reference
- EPA Method 537.1
- EPA DSSTox a CompTox databáze
- Shimadzu LCMS-9030 Application Note, 2019
Podobná PDF
Analysis and Quantitation of Polyfluorinated Alkyl Substances (PFAS) in EPA Method 537.1 Using High Resolution Accurate Mass Spectrometry
2019|Shimadzu|Postery
Analysis and Quantitation of Polyfluorinated Alkyl Substances (PFAS) in EPA Method 537.1 Using High Resolution Accurate Mass Spectrometry Brahm Prakash1, Gerard Byrne II1, Christopher Gilles,1, Evelyn Wang, Yuka Fujito, William Lipps2 1 Shimadzu Scientific Instruments, Inc., Columbia, Maryland; 2Eurofins Eaton…
Klíčová slova
adona, adonapftrea, pftreapftria, pftriapfuna, pfunahfpo, hfpopfdoa, pfdoadev, devpfda, pfdapfhxa, pfhxapfbs, pfbspfhpa, pfhpapfna, pfnapfhxs, pfhxspfos, pfospfoa
Analysis and Quantitation of Polyfluorinated Alkyl Substances (PFAS) in EPA Method 537.1 Using High Resolution Accurate Mass Spectrometry
2020|Shimadzu|Postery
Analysis and Quantitation of Polyfluorinated Alkyl Substances (PFAS) in EPA Method 537.1 Using High Resolution Accurate Mass Spectrometry Brahm Prakash, Christopher Gilles, Ruth Marfil-Vega, William Lipps Shimadzu Scientific Instruments, Inc., Columbia, Maryland Q 285.0000>118.9914 (-) 1. Overview 537.11 Compounds listed…
Klíčová slova
adona, adonaqtof, qtofpftrea, pftreapftria, pftriagenx, genxetfosaa, etfosaamefosaa, mefosaapfuna, pfunahfpo, hfpopfdoa, pfdoadev, devpfda, pfdapfhxa, pfhxapfbs, pfbspfhpa
PFAS Analysis: Application Notebook
2020|Shimadzu|Příručky
PFAS Analysis: Application Notebook Solutions for PFAS Analysis Application Notebook Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) are currently of great public health and environmental concern. Because PFAS are ubiquitous and commonly used in materials routinely employed for chemical analysis, laboratories are…
Klíčová slova
pfas, pfaspfos, pfospfoa, pfoaetfosaa, etfosaamefosaa, mefosaapfda, pfdapftria, pftriapfuna, pfunapftrea, pftreapfdoa, pfdoapfbs, pfbspfhxa, pfhxapfhxs, pfhxspfna, pfnapfhpa
Analysis of Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS) Specified in EPA M537.1 Using the Triple Quadrupole LCMSTM-8045
2019|Shimadzu|Aplikace
Liquid Chromatography Mass Spectrometry SSI-LCMS-102 Analysis of Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS) Specified in EPA M537.1 Using the Triple Quadrupole LCMSTM-8045 Brahm Prakash, Gerard Byrne II, Ruth Marfil-Vega, Yuka Fujito, Christopher Gilles Shimadzu Scientific Instruments, Inc., Columbia, MD 21046 ■…
Klíčová slova
pfca, pfcaperfluoro, perfluoropfas, pfaspfos, pfospfoa, pfoahfpo, hfpopfes, pfespfbs, pfbspfhxa, pfhxaadona, adonaetfosaa, etfosaamefosaa, mefosaaacid, acidpfdoa, pfdoapfda