Identifikace mikroplastů ve vodě a potravinách pomocí pyrolýzní GC s HRMS Orbitrap

Cílem této technické poznámky je ukázat vhodnost systému pyrolýza - plynová chromatografie - Orbitrap hmotnostní spektrometrie pro detekci a identifikaci běžných polymerů ve vzorcích potravin a životního prostředí.

Úvod

Plasty zahrnují širokou škálu syntetických a polosyntetických polymerů s jedinečnými fyzikálními a chemickými vlastnostmi a používají se ve výrobcích, které se vyskytují ve všech aspektech každodenního života. Velkokapacitní výroba syntetických polymerů začala v 50. letech 20. století a na konci minulého desetiletí se odhadovalo, že celosvětová produkce plastů přesáhla 400 milionů tun ročně, z čehož přibližně 85 % nebylo recyklováno.

Mikroplasty jsou malé částice ze syntetických polymerů o průměru obvykle mezi 5 mm a 1 μm, zatímco nanočástice zahrnují částice o velikostech pod 1 μm. Rozlišují se dva zdroje mikroplastů.

Primárním zdrojem jsou kosmetické a zdravotnické výrobky, do nichž byly mikročástice - typicky polypropylen, polyethylen a polystyren - přidány záměrně.

Unsplash/Jordan Beltran: Identifikace mikroplastů ve vodě a potravinách pomocí pyrolýzní GC s HRMS Orbitrap

Sekundárním zdrojem jsou úlomky vzniklé roztříštěním větších předmětů ze syntetických polymerů, které se do životního prostředí obvykle dostávají nevhodnou likvidací. K fragmentaci dochází v důsledku mechanického namáhání a atmosférických podmínek.

Byly přijaty některé právní kroky k omezení používání mikroplastů v kosmetických výrobcích, nicméně za hlavní zdroj znečištění mikroplasty jsou považovány sekundární zdroje. V současné době jsou mikroplasty přítomny v suchozemském i vodním prostředí. Vzhledem k jejich malým rozměrům mohou snadno migrovat z životního prostředí do potravního řetězce.

Mikroplasty se mohou skládat nejen z čistého syntetického polymeru, ale mohou obsahovat i zbytky monomeru, změkčovadla, zpomalovače hoření a mnoho dalších toxických přísad, které mohou mít negativní dopad na lidské zdraví. V průběhu času mohou mikroplasty obsahovat kontaminanty životního prostředí, například stopové kovy.

Ke screeningu vzorků za účelem zjištění přítomnosti a identifikace chemické podstaty mikroplastových částic se běžně používá infračervená spektroskopie s Fourierovou transformací (FTIR), Ramanova spektroskopie a techniky založené na mikroskopii. Zejména v případě analýzy založené na mikroskopii je však počet vzorků, které lze prověřit, omezený.

Pyrolýzní plynová chromatografie s hmotnostní spektrometrií (py-GC-MS) představuje slibnou alternativu pro monitoring a identifikaci mikroplastů tam, kde je kritická průchodnost. Tento analytický přístup navíc umožňuje časově úspornou detekci velkého množství mikroplastů a nanoplastů pod spodní hranicí velikosti mikroskopických technik.

Pragolab: Thermo TRACE 1600 Series GC a Orbitrap Exploris GC 240

Přečtěte si více o analýze mikroplastů při použití:

• extraktoru Thermo Scientific Dionex ASE 350 (Accelerated Solvent Extractor)
• pyrolyzéru (Frontier Laboratories)
• plynového chromatografu Thermo Scientific TRACE 1310 (nyní TRACE 1610)
• ve spojení s hmotnostním spektrometrem Thermo Scientific Orbitrap Exploris GC 240

K separaci produktů pyrolýzy byla použita kapilární kolona Thermo Scientific TraceGOLD TG-5SilMS 30 m × 0,25 mm I.D. × 0,25 μm.

Data byla zpracována pomocí softwaru Thermo Scientific Compound Discoverer a Thermo Scientific Chromeleon Chromatography Data System (CDS).

💡 Další podrobnosti se dozvíte v přiložené aplikaci nebo nás neváhejte kontaktovat na [email protected].

Přehled GC/MS aplikací Thermo Scientific se zaměřením na analýzu mikroplastů v knihovně LabRulezGCMS

• Dioxins: Identification of microplastics in water and food using pyrolysis GC with high resolution Orbitrap mass spectrometry (Postery | 2022)

• RAFA: Identification of microplastics in water and food using pyrolysis GC with high resolution Orbitrap mass spectrometry (Postery | 2022)

• Pyrolysis-GC-Orbitrap MS - A Powerful Analytical Tool for Identification and Quantification of Microplastics in a Biological Matrix (Prezentace)

• Identification of microplastic particles in environmental water and food using pyrolysis GC with high resolution Orbitrap mass spectrometry (Aplikace | 2022)

• Pyrolysis-GC-Orbitrap MS - a powerful analytical tool for identification and quantification of microplastics in a biological matrix (Aplikace | 2018)

• RAFA: Quantification Of Decabromodiphenyl Ether In Microplastics Using Direct Insert Probe Coupled With Magnetic Sector High Resolution Mass Spectrometer In Full Scan Mode (Postery | 2019)

• RAFA: Recent developments in the analysis of pesticides and contaminants in food using LC- and GC-Orbitrap Technology (Prezentace | 2019)

• RAFA: Implementing new GC-MS and LC-MS technologies to stay ahead with your food safety analysis from pesticides to PFAS and microplastics (Prezentace | 2022)

• Meeting the requirements of US and European water standards (Příručky | 2020)

Vybrané webináře Thermo Scientific na téma GC/MS analýzy mikroplastů

1. Sampling and Analysis of Emerging Pollutants

• ZÁZNAM | Proběhlo Út, 22.9.2020

V tomto webináři Vám představíme pokročilé vzorkování a analýzu mikroplastů ze vzduchu a vody pomocí termální desorpce ve spojení s GC/MS.

2. Contaminants in food - Microplastics

• ZÁZNAM | Proběhlo St, 5.10.2022

Tento webinář bude diskutovat o tom, jak s jistotou testovat převládající fytoxiny a mykotoxiny nebo o různých možnostech GC-MS od jednotkového rozlišení po vysoké rozlišení v kombinaci s pyrolýzou.