Direct Determination of Fluoroacetate in Water by IC-MS

Význam tématu

Fluoroacetát je vysoce toxická látka používaná jako rodentid a predacid. Díky absenci účinného antidota a přetrvávajícímu riziku kontaminace vody je klíčové vyvinout citlivou a selektivní analytickou metodu pro stanovení stopových koncentrací v pitné a povrchové vodě.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vytvořit přímou metodu iontové chromatografie v kombinaci s hmotnostní spektrometrií (RFIC-MS) bez derivatizace vzorku. Studie se zaměřila na stanovení fluoroacetátu v deionizované a syntetické pitné vodě s minimální detekční hranicí v řádu sub-ppb.

Použitá instrumentace

• Thermo Scientific Dionex ICS-3000 RFIC systém: Dual Pump, Eluent Generator (KOH), CR-ATC kolonka, detektor CD, autosampler
• Thermo Scientific MSQ Plus single quadrupole hmotový spektrometr
• Dionex AXP Auxiliary Pump pro přídavný tok
• Softwarové prostředí Chromeleon 6.8 SR10 pro řízení a vyhodnocení měření

Použitá metodika

Chromatografické podmínky byly nastaveny na kolonu IonPac AG24 guard (2.1×50 mm) a AS24 analytickou (2.1×250 mm) s gradientem elektrolyticky generovaného KOH (5–80 mM), průtokem 0.25 mL/min a teplotou 15 °C. Injektováno bylo 100 µL vzorku plnou smyčkou. Po CD detektoru byl umístěn divert ventil, který po eluci analyta posílal matrici do odpadu. K ionizaci ESI v negativním modu se přidávalo 0.1 mL/min acetonitrilu.
MS parametry: SIM na m/z 77.0 (span 0.7), dwell time 1 s, dusík 80 psi, teplota sondy 450 °C, napětí jehly 2 kV, konus 45 V.
Vzorky a kalibrace: standardy 0.1–500 ppb ve vodě DI a syntetické pitné vodě. MDL odhadnutá ze sedmi replik: 0.3 ppb (DI) a 1.8 ppb (pitná voda).

Hlavní výsledky a diskuse

• Retention factor (k') ~8 ukázal dostatečnou retenci a separaci od iontové matrice.
• Kalibrační křivka lineární v rozsahu 0.1–100 ppb, pro vyšší koncentrace použit kvadratický fit.
• MDL 0.3 ppb ve vodě DI, 1.8 ppb v pitné vodě.
• Přesnost měření ±15 %, v běžných koncentracích <8 % odchylka od očekávané hodnoty.
• Obnova v syntetické pitné vodě 92–108 % pro koncentrace 0.5–200 ppb.
• Žádný carryover po analýze 500 ppb standardu.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje přímé stanovení fluoroacetátu bez časově náročné derivatizace. Spojení vysokokapacitní kolony RFIC s MS detekcí poskytuje vysokou citlivost a selektivitu vhodnou pro rutinní monitoring kvality vody, environmentální studie a QA/QC laboratoře.

Budoucí trendy a možnosti využití

Možné směry rozvoje zahrnují rozšíření metody na další halogenované organické kyseliny, využití vysokorozlišovací hmotové spektrometrie pro víceanalyzové aplikace, automatizaci přípravy vzorků a vývoj přenosných RFIC-MS systémů pro polní měření.

Závěr

Vyvinutá RFIC-MS metoda pro přímé stanovení fluoroacetátu dosahuje vynikajících detekčních limitů a spolehlivosti bez nutnosti derivatizace. Je vhodná pro rutinní analytické aplikace v oblasti vodních analýz a environmentálního monitoringu.

Reference

1. Kalmbach ER. Ten-Eighty, a War-Produced Rodenticide. Science. 1945;102(2644):232–233.
2. Proudfoot AT, Bradberry SM, Vale JA. Sodium Fluoroacetate Poisoning. Toxicol Rev. 2006;25(4):213–219.
3. Koryagina NL, Savelieva EI, et al. Determination of Fluoroacetic Acid in Water and Biological Samples by GC-FID and GC-MS in Combination with Solid-Phase Microextraction. Anal Bioanal Chem. 2006;386(5):1395–1400.
4. Collins DM, Fawcett JP, Rammell CG. Determination of Sodium Fluoroacetate (Compound 1080) in Poison Baits by HPLC. Bull Environ Contam Toxicol. 1981;26(5):669–673.
5. Peters JA, Baxter KJ. Analytical Determination of Compound 1080 (Sodium Fluoroacetate) Residues in Biological Materials. Bull Environ Contam Toxicol. 1974;11(2):177–183.
6. Mori M, Nakajima H, Seto Y. Determination of Fluoroacetate in Aqueous Samples by Headspace Gas Chromatography. J Chromatogr A. 1996;736:229–234.
7. Okuno I, Meeker DL. Gas-Liquid Chromatographic Determination of Sodium Fluoroacetate (Compound 1080). J Assoc Off Anal Chem. 1980;63(1):49–55.
8. Allender WJ. Determination of Sodium Fluoroacetate (Compound 1080) in Biological Tissues. J Anal Toxicol. 1990;14(1):45–49.