Optimalizace GC/MS analýzy PAHů v komplexních matricích | LabRulez GCMS

Optimalizace GC/MS analýzy polutantů životního prostředí (PAHů) v komplexních matricích

Út, 4.1.2022
| Originální článek z: HPST/Růžena Penížková/Jitka Zrostlíková
Agilent GC/MSD i GC/QQQ s technologiemi JetClean, Backflush a 9mm extrakční čočkou v IS, vykazují velmi vysokou stabilitu a prokazatelně snižují potřebu čištění iontového zdroje a celkové údržby systému.
Video placeholder
  • Foto: HPST: Optimalizace GC/MS analýzy polutantů životního prostředí (PAHů) v komplexních matricích
  • Video: Agilent Technologies: JetClean Self-Cleaning Ion Source Innovation Minute

S analýzami vzorků komplexních matric jsou často spojené problémy způsobené zanášením kolony a znečištěním přístroje. To vede k degradaci výsledků, příkladem je ztráta citlivosti, zhoršení separace nebo reprodukovatelnosti. Pro udržení kvality produkovaných dat je potom nutné častěji provádět preventivní údržbu přístroje, což snižuje jeho celkovou využitelnost. Moderní GC/MS přístroje jsou již připravené „čelit“ i těmto výzvám spojeným s velmi komplexními vzorky a usnadnit tak rutinní provoz laboratoře.

Speciální technologie integrované v přístrojích GC/MS od výrobce Agilent Technologies dovedou zanášení kolony a znečišťování přístroje účinně předcházet. Vhodná konfigurace přístroje a odpovídající podmínky analýzy nabízí robustní řešení, a to i pro analýzu vzorků s velmi komplikovanými matricemi.

Agilent GC/MS pro analýzu vzorků v komplexních matricích

Systémy konfigurované pro eliminaci znečištění komplexními matricemi zahrnují:

Pulzní mód vstupního portu

Pulzní mód nástřiku maximalizuje přenos analytů na kolonu a snižuje diskriminaci výševroucích analytů.

Zpětný proplach kolony (backflush)

Zpětný proplach je technika, při níž se otočí směr toku nosného plynu poté, co z kolony vystoupí poslední sledovaný analyt. Vysokovroucí látky, které není potřeba sledovat, tak neprocházejí celou délkou kolony a nevstupují do hmotnostního detektoru. Dojde naopak k jejich vypláchnutí přes splitovou cestu nástřiku ven z GC. Zpětný proplach lze nakonfigurovat různými způsoby. Na obrázku 1 je vidět tzv. midpoint backflush uspořádání. V tomto případě je analytická kolona rozdělena na dvě stejné části, mezi nimiž je instalována jednotka „Agilent Purged Ultimate Union“ zajišťující zpětný proplach. Průtok proplachovacího nosného plynu je řízen elektronickým pneumatickým modulem (PSD) nezávislým na kontrole tlaku vstupního portu plynového chromatografu. Díky tomu je zajištěna maximální flexibilita v nastavení metod. V plynovém chromatografu Agilent 8890 je navíc využit speciálně vyvinutý dedikovaný PSD modul, který snižuje spotřebu helia a umožňuje jednodušší nastavení zpětného proplachu. Kromě uspořádání midpoint backflush lze umístit proplach také za předkolonu nebo před MS detektor, a lze tak analytickou metodu optimalizovat dle potřeby.

Agilent JetClean

JetClean modul provádí čištění iontového zdroje hmotnostního detektoru pomocí nízkého průtoku vodíku. Nečistoty jsou redukovány a tepelně odstraněny. Režim čištění se programuje v analytické metodě a může probíhat automaticky bez zásahu uživatele. Lze zvolit například čištění po sekvenci vzorků, po každém nástřiku nebo i kontinuálně během analýzy. Díky tomu lze významně (až 8x) prodloužit interval mezi manuálním čištěním zdroje a významně zlepšit linearitu a opakovatelnost při měření delších sekvencí.

Volitelná velikost extrakční čočky

Díky možnosti volby geometrických parametrů poskytují iontové zdroje Agilent Technologies maximální flexibilitu a umožňují tak optimální nastavení i pro specifické metody. Extrakční čočka s rozměrem 9 mm byla použita v metodě pro stanovení polycyklických aromatických uhlovodíků, která je popsána níže, a společně s dalšími použitými technikami přispěla k lepší linearitě, přesnosti a tvaru píků.

Vyhřívané kvadrupóly

Běžné nerezové kvadrupóly, které jsou použity v přístrojích ostatních výrobců, nelze z důvodu jejich tepelné roztažnosti vyhřát na vyšší teplotu. U Agilentu je použita technologie hyperbolických kvadrupólů z pozlaceného monolitického křemene. Díky tomuto materiálu lze kvadrupóly vyhřívat až do 200 °C a je tak eliminováno usazování nečistot a nutnost čištění. U Agilent jednoduchých a trojitých kvadrupólů proto nejsou použity předfiltry, což vede ke snížení servisních nákladů.

Analýza PAHů v půdách s využitím technologií pro zvýšení robustnosti

Polycyklické aromatické uhlovodíky (PAH) jsou v životním prostředí velmi rozšířené. Zdrojem PAHů jsou ve většině případů spalovací procesy (lokální topeniště, spalovací motory, průmyslové podniky, kouření apod.). Výrazně menším zdrojem PAHů jsou i fosilní paliva nebo přirozené biologické procesy. Jedná se o látky toxické pro vodní živočichy, některé PAHy jsou prokázané karcinogeny a mutageny. Přítomnost PAHů a jejich koncentrace v životním prostředí je proto sledována v širokém spektru matric – v odpadních i pitných vodách, v ovzduší velkých měst a v blízkosti frekventovaných dopravních tepen, v okolí průmyslových podniků a v neposlední řadě také v pevných matricích – půdách a průmyslových materiálech. Aplikační specialisté Agilentu vyvinuli metodu na stanovení PAHů v půdách, viz aplikační poznámky (1, 2). Metody byly optimalizovány pro dva typy instrumentace:

1. GC/MS jednoduchý kvadrupól Agilent GC 8890 + 5977 SQ MS

2. GC/MS/MS trojitý kvadrupól Agilent GC 8890 + 7000D QQQ MS

Schematické zobrazení instrumentace, na které bylo provedeno testování robustnosti, je na obr. 1. Parametry metody byly v obou případech velmi podobné a lišily se v podstatě pouze akvizičním režimem hmotnostních detektorů s ohledem na odlišnosti obou typů MS analyzátorů.

  • Byla provedena kalibrace na sedmi koncentračních hladinách (1, 2, 10, 20, 100, 200 a 1000 ng/ml).
  • Vzorky byly připraveny spikováním standardů do nečištěného extraktu (5 g sušené rašeliny bylo extrahováno v 30 ml směsi dichlormetan/aceton (1:1, v/v), extrakt byl následně filtrován a zakoncentrován 7,5x.
  • Alikvot suché matrice byl tedy 1,25 g/ml extraktu).

Takto získané vzorky byly použity pro testování robustnosti a stability.

HPST: Obr. 1: Konfigurace GC/MS s technologiemi zvyšujícími robustnost při analýze velmi komplexních matric

Na obr. 2 je zobrazena odezva TIC extraktu rašeliny a standardu o koncentraci PAH 100 pg na systému GC/MS/MS. Z chromatogramů, které jsou zobrazeny ve shodném měřítku, je vidět velké množství extrahovaného materiálu ze vzorku půdy. Jeho odezva řádově převyšuje odezvy analytů a je zřejmé, že tak vysoké množství koextraktů bude ovlivňovat stabilitu parametrů metody při delších sekvencích. Přestože vzorek s takto koncentrovanou nepřečištěnou matricí by běžně nebyl v rutinní laboratoři analyzován, v tomto případě byl zvolen pro „zátěžový“ test systému.

HPST: Obr. 2: TIC chromatogram ve scan módu pro vzorek standardu o koncentraci PAH 100 pg a extraktu rašeliny. Vzorky byly měřeny na přístroji GC/MS s trojitým kvadrupólem

V následujícím textu jsou komentovány výsledky stabilitní studie na systému GC/MS QQQ. Druhá studie s využitím GC/MSD s jednoduchým kvadrupólem poskytla analogické závěry, podrobná data jsou k dispozici v aplikační poznámce (1).

Celkem bylo analyzováno 60 vzorků půdy a byla sledována stabilita odezvy. Pro 22 z 27 analytů byla vypočtená koncentrace po 60 nástřicích do max. 20% odchylky od prvního nástřiku, nejméně těkavé PAHy měly pokles odezvy vyšší, jak je vidět z obrázku 3. Po sekvenci 60 vzorků byl vyčištěn nástřikový prostor a zkrácena kolona, vypočtená koncentrace všech analytů byla po tomto zásahu do 7% odchylky z koncentrace prvního nástřiku. Zanesení systému matricí bylo tedy pouze na úrovni nástřiku a počátku kolony, ale kontaminace se díky kombinaci Backflush a JetClean technologii nedostala dále do systému.

HPST: Obr. 3: Stabilita odezvy pro 60 po sobě jdoucích analýz vzorků extraktů rašeliny spikovaných standardem PAHů o koncentraci 100 pg. Vzorky byly měřeny na přístroji GCMS s trojitým kvadrupólem.

Při analýze komplexních vzorků není úskalím pouze postupné znečištění systému, ale také možnost matričních interferencí. Obr. 4 demonstruje, jak selektivita MS/MS měření v MRM režimu na trojitém kvadrupólu pomáhá pro eliminaci interferencí, které ovlivňují detekci analytu v režimu SIM na GC/MSD s jednoduchým kvadrupólem.

HPST: Obr. 4: Detekce benzo[ghi]perylene na koncentraci 100 ppb, spikováno do extraktu rašeliny: A) SIM režim na GC/MSD s jednoduchým kvadrupólem B) MRM režim na GC/MS/MS s trojitým kvadrupólem

Závěr

Analýza vzorků půd bývá velmi často komplikovaná snižováním citlivosti a problémy se separací jednotlivých analytů. Přístroje Agilent GC/MS s jednoduchým i trojitým kvadrupólem společně s technologiemi, jako jsou JetClean, zpětný proplach kolony (Backflush) a 9mm extrakční čočka v iontovém zdroji, vykazují velmi vysokou stabilitu a prokazatelně snižují potřebu čištění iontového zdroje a celkové údržby systému. Selektivitu detekce je možné významně zlepšit pomocí technologie GC/MS s trojitým kvadrupólem.

Pro další informace neváhejte kontaktovat:
  • Růžena Penížková (ruzena.penizkova@hpst.cz)
  • Jitka Zrostlíková (jitka.zrostlikova@hpst.cz)
HPST
 

Mohlo by Vás zajímat

Non-targeted screening of extractables from vial septa using high-resolution Orbitrap GC-MS

Aplikace
| 2021 | Thermo Fischer Scientific
Instrumentace
GC/MSD, GC/MS/MS, GC/HRMS, GC/Orbitrap
Výrobce
Thermo Fischer Scientific
Zaměření
Materiálová analýza

An automated sample preparation workflow for the analysis of nitrosamines in metformin

Aplikace
| 2021 | Thermo Fischer Scientific
Instrumentace
GC/MSD, GC/MS/MS, GC/HRMS, Příprava vzorků, GC/Orbitrap
Výrobce
Thermo Fischer Scientific
Zaměření
Farmaceutická analýza

Analysis of Flavor Compounds in Beer using the Integrated Agilent 8697 Headspace Sampler with the Agilent 8890 GC System

Aplikace
| 2021 | Agilent Technologies
Instrumentace
GC, HeadSpace
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Evaluation of Effectiveness of Dedicated High Durability Column for Use with Py-Screener™ Ver. 2

Aplikace
| 2021 | Shimadzu
Instrumentace
GC/MSD, Pyrolýza, GC/SQ
Výrobce
Shimadzu, Frontier Lab
Zaměření
Materiálová analýza

Nutmeg Essential Oil: Sensory Directed Analysis of GC-MS Data via Olfactory Detection

Aplikace
| 2021 | LECO
Instrumentace
GC, GC/MSD, GC/TOF
Výrobce
GL Sciences, LECO
Zaměření
Potraviny a zemědělství
 

Podobné články

Aplikace | Produkt

Agilent 7010 GC/MS/MS trojitý kvadrupól v analýze environmentálních kontaminantů

Komplexní výsledky reálného demo měření aplikačních specialistů HPST pro 41 enviro kontaminantů a vzorků povrchových vod pomocí GC/QQQ Agilent 7010 series.
Článek | Nejbližší akce

Nezmeškejte Novinky a trendy Agilent Technologies virtuálně. Odkrýváme kompletní program. 2. část

Letošní rok osobním setkáním a konferencím příliš nepřeje, a proto jsme se rozhodli pro Vás připravit náš seminář formou virtuálního studia, jehož on-line pomyslné dveře se otevřou 9. 11. ve 13. hodin.
Článek | Produkt

Aktuální číslo CHEMAGAZÍN 6 (XXXI), 2021

V posledním letošním vydání časopisu CHEMAGAZÍN č. 6/2021 najdete mnoho zajímavých příspěvků a informací (nejen) na téma Ochrany a kontroly životního prostředí.
 

Mohlo by Vás zajímat

Non-targeted screening of extractables from vial septa using high-resolution Orbitrap GC-MS

Aplikace
| 2021 | Thermo Fischer Scientific
Instrumentace
GC/MSD, GC/MS/MS, GC/HRMS, GC/Orbitrap
Výrobce
Thermo Fischer Scientific
Zaměření
Materiálová analýza

An automated sample preparation workflow for the analysis of nitrosamines in metformin

Aplikace
| 2021 | Thermo Fischer Scientific
Instrumentace
GC/MSD, GC/MS/MS, GC/HRMS, Příprava vzorků, GC/Orbitrap
Výrobce
Thermo Fischer Scientific
Zaměření
Farmaceutická analýza

Analysis of Flavor Compounds in Beer using the Integrated Agilent 8697 Headspace Sampler with the Agilent 8890 GC System

Aplikace
| 2021 | Agilent Technologies
Instrumentace
GC, HeadSpace
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Evaluation of Effectiveness of Dedicated High Durability Column for Use with Py-Screener™ Ver. 2

Aplikace
| 2021 | Shimadzu
Instrumentace
GC/MSD, Pyrolýza, GC/SQ
Výrobce
Shimadzu, Frontier Lab
Zaměření
Materiálová analýza

Nutmeg Essential Oil: Sensory Directed Analysis of GC-MS Data via Olfactory Detection

Aplikace
| 2021 | LECO
Instrumentace
GC, GC/MSD, GC/TOF
Výrobce
GL Sciences, LECO
Zaměření
Potraviny a zemědělství
 

Podobné články

Aplikace | Produkt

Agilent 7010 GC/MS/MS trojitý kvadrupól v analýze environmentálních kontaminantů

Komplexní výsledky reálného demo měření aplikačních specialistů HPST pro 41 enviro kontaminantů a vzorků povrchových vod pomocí GC/QQQ Agilent 7010 series.
Článek | Nejbližší akce

Nezmeškejte Novinky a trendy Agilent Technologies virtuálně. Odkrýváme kompletní program. 2. část

Letošní rok osobním setkáním a konferencím příliš nepřeje, a proto jsme se rozhodli pro Vás připravit náš seminář formou virtuálního studia, jehož on-line pomyslné dveře se otevřou 9. 11. ve 13. hodin.
Článek | Produkt

Aktuální číslo CHEMAGAZÍN 6 (XXXI), 2021

V posledním letošním vydání časopisu CHEMAGAZÍN č. 6/2021 najdete mnoho zajímavých příspěvků a informací (nejen) na téma Ochrany a kontroly životního prostředí.
 

Mohlo by Vás zajímat

Non-targeted screening of extractables from vial septa using high-resolution Orbitrap GC-MS

Aplikace
| 2021 | Thermo Fischer Scientific
Instrumentace
GC/MSD, GC/MS/MS, GC/HRMS, GC/Orbitrap
Výrobce
Thermo Fischer Scientific
Zaměření
Materiálová analýza

An automated sample preparation workflow for the analysis of nitrosamines in metformin

Aplikace
| 2021 | Thermo Fischer Scientific
Instrumentace
GC/MSD, GC/MS/MS, GC/HRMS, Příprava vzorků, GC/Orbitrap
Výrobce
Thermo Fischer Scientific
Zaměření
Farmaceutická analýza

Analysis of Flavor Compounds in Beer using the Integrated Agilent 8697 Headspace Sampler with the Agilent 8890 GC System

Aplikace
| 2021 | Agilent Technologies
Instrumentace
GC, HeadSpace
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Evaluation of Effectiveness of Dedicated High Durability Column for Use with Py-Screener™ Ver. 2

Aplikace
| 2021 | Shimadzu
Instrumentace
GC/MSD, Pyrolýza, GC/SQ
Výrobce
Shimadzu, Frontier Lab
Zaměření
Materiálová analýza

Nutmeg Essential Oil: Sensory Directed Analysis of GC-MS Data via Olfactory Detection

Aplikace
| 2021 | LECO
Instrumentace
GC, GC/MSD, GC/TOF
Výrobce
GL Sciences, LECO
Zaměření
Potraviny a zemědělství
 

Podobné články

Aplikace | Produkt

Agilent 7010 GC/MS/MS trojitý kvadrupól v analýze environmentálních kontaminantů

Komplexní výsledky reálného demo měření aplikačních specialistů HPST pro 41 enviro kontaminantů a vzorků povrchových vod pomocí GC/QQQ Agilent 7010 series.
Článek | Nejbližší akce

Nezmeškejte Novinky a trendy Agilent Technologies virtuálně. Odkrýváme kompletní program. 2. část

Letošní rok osobním setkáním a konferencím příliš nepřeje, a proto jsme se rozhodli pro Vás připravit náš seminář formou virtuálního studia, jehož on-line pomyslné dveře se otevřou 9. 11. ve 13. hodin.
Článek | Produkt

Aktuální číslo CHEMAGAZÍN 6 (XXXI), 2021

V posledním letošním vydání časopisu CHEMAGAZÍN č. 6/2021 najdete mnoho zajímavých příspěvků a informací (nejen) na téma Ochrany a kontroly životního prostředí.
 

Mohlo by Vás zajímat

Non-targeted screening of extractables from vial septa using high-resolution Orbitrap GC-MS

Aplikace
| 2021 | Thermo Fischer Scientific
Instrumentace
GC/MSD, GC/MS/MS, GC/HRMS, GC/Orbitrap
Výrobce
Thermo Fischer Scientific
Zaměření
Materiálová analýza

An automated sample preparation workflow for the analysis of nitrosamines in metformin

Aplikace
| 2021 | Thermo Fischer Scientific
Instrumentace
GC/MSD, GC/MS/MS, GC/HRMS, Příprava vzorků, GC/Orbitrap
Výrobce
Thermo Fischer Scientific
Zaměření
Farmaceutická analýza

Analysis of Flavor Compounds in Beer using the Integrated Agilent 8697 Headspace Sampler with the Agilent 8890 GC System

Aplikace
| 2021 | Agilent Technologies
Instrumentace
GC, HeadSpace
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Evaluation of Effectiveness of Dedicated High Durability Column for Use with Py-Screener™ Ver. 2

Aplikace
| 2021 | Shimadzu
Instrumentace
GC/MSD, Pyrolýza, GC/SQ
Výrobce
Shimadzu, Frontier Lab
Zaměření
Materiálová analýza

Nutmeg Essential Oil: Sensory Directed Analysis of GC-MS Data via Olfactory Detection

Aplikace
| 2021 | LECO
Instrumentace
GC, GC/MSD, GC/TOF
Výrobce
GL Sciences, LECO
Zaměření
Potraviny a zemědělství
 

Podobné články

Aplikace | Produkt

Agilent 7010 GC/MS/MS trojitý kvadrupól v analýze environmentálních kontaminantů

Komplexní výsledky reálného demo měření aplikačních specialistů HPST pro 41 enviro kontaminantů a vzorků povrchových vod pomocí GC/QQQ Agilent 7010 series.
Článek | Nejbližší akce

Nezmeškejte Novinky a trendy Agilent Technologies virtuálně. Odkrýváme kompletní program. 2. část

Letošní rok osobním setkáním a konferencím příliš nepřeje, a proto jsme se rozhodli pro Vás připravit náš seminář formou virtuálního studia, jehož on-line pomyslné dveře se otevřou 9. 11. ve 13. hodin.
Článek | Produkt

Aktuální číslo CHEMAGAZÍN 6 (XXXI), 2021

V posledním letošním vydání časopisu CHEMAGAZÍN č. 6/2021 najdete mnoho zajímavých příspěvků a informací (nejen) na téma Ochrany a kontroly životního prostředí.
Další projekty
Sledujte nás
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití

LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena.