Direct Injection Analysis of Organofluorine Compounds (PFAS) by Triple-Quadrupole LC/MS/MS

Význam tématu

Organofluorované látky PFAS, jako PFOA a PFOS, nacházejí široké využití pro své hydrofobní a lipofobní vlastnosti. Jejich vysoká perzistence a toxicita ve vodním prostředí i biologických vzorcích vyžaduje citlivé a spolehlivé analytické metody pro monitorování a regulaci jejich výskytu.

Cíle a přehled studie

Cílem této studie bylo vyvinout rychlou a jednoduchou metodu přímé injekce pro simultánní kvantifikaci PFOA, PFOS a jejich analogů pomocí triple-quad LC/MS/MS bez nutnosti předchozího koncentračního kroku s využitím zpožděné kolony pro potlačení systémových interferencí.

Použitá instrumentace

• HPLC systém Nexera Series s analytickou kolonou Shim-pack Velox SP-C18 (150×2,1 mm, 2,7 μm) a delay kolonou Shim-pack XR-ODS II (75×2,0 mm, 3 μm)
• Mass spektrometrie LCMS-8060 (negativní režim ESI, MRM)
• Pro analýzu analogů: HPLC Nexera MX, kolona Shim-pack ODS III (50×2,0 mm, 1,6 μm) a delay kolona Shim-pack XR-ODS (30×3,0 mm, 2,2 μm), MS LCMS-8050
• Parametry plynů: dusík pro nebulizaci 2,6–3 L/min, sušení 5–7 L/min, ohřev 9–15 L/min; teploty: interface 300–350 ℃, DL 180–200 ℃, heat block 250–300 ℃

Použitá metodika

• Příprava standardů: PFOA a PFOS ve vodě/methanolu (7:3, v/v), kalibrace 1–100 ng/L
• Injekční objem: 50 µL (PFAS základní), 40 µL (analogy)
• Mobilní fáze: A – 20 mmol/L octan amonný ve vodě (nebo 5 mmol/L + 0,05 % octová kyselina), B – methanol; gradientní program 60→85→60 % B
• Flow rate: 0,25–0,4 mL/min; teplota kolony 40 ℃
• Zpožděná kolona Impurity Delay pro oddělení systémového PFOA od vzorkové šarže
• Pro analogy kvantifikace na vnitřním standardu podle metod EPA 537 a ASTM D7979

Hlavní výsledky a diskuse

Lineární kalibrace PFOA a PFOS (1–100 ng/L) prokázala R2 > 0,999 a přesnost 91,4–101,5 %. Opakovatelnost (n = 3) byla 5,8 % pro PFOA a 4,9 % pro PFOS. Zpožděná kolona efektivně potlačila systémový signál PFOA. V rámci simultánní analýzy 29 PFAS komponent byla dosažena doba cyklu 5,5 minuty s R2 > 0,99 u všech sloučenin.

Přínosy a praktické využití metody

• Omezení předkoncentračního kroku šetří čas a materiál
• Možnost kvantifikovat cílové PFAS již od 1 ng/L
• Vysoký průtok a rychlá analýza až 29 sloučenin v jednom běhu
• Vhodné pro rutinní monitoring a kontrolu kvality

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření metody na další PFAS analogie a ultra stopové koncentrace
• Integrace s vysoce rozlišenou hmotnostní spektrometrií pro nekalibrovanou kvalifikaci
• Automatizace a minimalizace vzorkových objemů pro on-site testování
• Vývoj rychlých screeningových sad pro environmentální monitoring

Závěr

Přímá injekce PFAS vzorků pomocí triple-quad LC/MS/MS představuje rychlou, citlivou a reprodukovatelnou metodu bez potřeby solid-phase extrakce. Umožňuje robustní rutinní analýzu nízkých koncentrací a simultánní stanovení širokého spektra organofluorovaných látek.

Reference

Application No. C225, Shimadzu Corporation, First Edition Oct 2020