Analýza ftalátů pomocí GC/MS s vodíkem jako nosným plynem: Důležitost snížení interferencí a kontaminace

Vzhledem k ceně helia (He) mnoho laboratoří hledá alternativní nosné plyny pro své metody plynové chromatografie/hmotnostní spektrometrie (GC/MS). Tato práce popisuje hodnocení GC/MS metody s jednoduchým kvadrupólem pro analýzu 19 ftalátů pomocí vodíku jako nosného plynu a EI iontového zdroje¹. Metoda poskytuje vynikající tvar píků, rozlišení, citlivost a dobu analýzy pouhých 13 minut. Kalibrační křivky byly lineární pro 16 ftalátů, zbývající 3 alkoxy ftaláty vyžadovaly kvadratické přizpůsobení. S výjimkou DINP a DIDP (směsi izomerů) bylo možné všechny sloučeniny kvantifikovat v nízkých pg hodnotách. Zvláštní pozornost je věnována použitým spotřebním materiálům a jejich přípravě před použitím, což je důležité pro dosažení nejnižších kalibračních úrovní.

Experimentální část

• GC: Agilent 8890 GC s autosamplerem Agilent 7693A a zásobníkem na vialky
• Inlet: Multimode inlet (MMI), Pulsed Splitless Mode, nastřikovaný objem 1,0 µl
• Tlakový pulz nástřiku: 25 psi do 0,90 min, průtok proplachovacího plynu do split ventilu 50 ml/min při 1,0 min
• Teplota nástřiku: 280 °C
• Liner: Agilent universal Ultra Inert mid-frit liner (p/n 5190-5105) 
• Kolona: Agilent HP-5MS UI 20 m x 0,18 mm id x 0,18 µm (p/n 19091S-577UI)
• Teplotní program kolony: 60 °C (1,5 min), 50 °C/min až 220 °C, 12,5 °C/min až 320 °C (0,3 min) 
• Nosný plyn a průtok: Vodík, 0,9 ml/min konstantní průtok 
• MSD: Agilent 5977C Inert Plus GC/MSD 
• Zdroj: Inert Plus Extractor EI zdroj s volitelnou 9 mm čočkou (G3870-20449)
• Teploty: Transfer line 280 °C, iontový zdroj 300 °C, kvadrupól 150 °C 
• EM napětí (Gain Mode): Gain, 1,0 
• Režim: SIM 
• Ladění; solvent delay: ETUNE.U; solvent delay: 3,5 min.

Agilent Technologies: Tabulka 2. Názvy, zkratky, čísla CAS, retenční časy, ionty pro kvantifikaci a určení studovaných ftalátů

Výsledky a diskuse

Standardy ftalátů

Kalibrační standardy byly připraveny pro 17 ftalátů v 11 koncentračních úrovních: 1, 2,5, 5, 10, 20, 50, 100, 250, 500, 800 a 1000 ng/ml v isooktanu. 

Kalibrační standardy pro izomery DIDP a DINP byly rozpuštěny v isooktanu v 11 koncentračních úrovních: 50, 100, 250, 500, 750, 1000, 2500, 5000, 7500, 10000 a 20000 ng/ml. 

Obrázek 1 ukazuje chromatogram cílových iontů pro standard 17 ftalátů o koncentraci 50 ppb. Obrázek 2 ukazuje chromatogram cílových iontů pro standardy DINP a DIDP o koncentraci 1000 ppb.

Agilent Technologies: Obrázek 1. Standard ftalátů o koncentraci 50 ppb. Ion pro kvantifikaci SIM 163 pro DMP. SIM 149 pro všechny ostatní

Agilent Technologies: Obrázek 2. Standard ftalátů diisononylu a diisodecylu o koncentraci 1000 ppb.

Interference a kontaminanty 

Citlivost použité GC/MS  metody je dostatečná k detekci 17 jednotlivých ftalátů v nízkých hodnotách (ng/ml). Interference a kontaminace však zpočátku omezovaly kalibraci na nejnižších koncentracích. Interference byly identifikovány jako siloxanové píky a kontaminace byla způsobena nízkými hladinami běžných ftalátů nacházejících se v použitých spotřebních materiálech a skleněném nádobí. 

Obrázek 3 ukazuje příklad problémů, které se vyskytly při prvním spuštění slepých měření s izooktanovým rozpouštědlem. Problém slepých měření byl výrazně snížen poté, co byly vialky, inserty do vialek a jednorázové Pasteurovy pipety vypečeny přes noc při teplotě 130 °C ve skleněné peci. 

Agilent Technologies: Obrázek 3. Příklad interferencí a kontaminantů původně pozorovaných ve slepých vzorcích s isooktanovým rozpouštědlem.

Problém interference siloxanu byl vyřešen přechodem na bezsilikonové septum vialek. Bylo zjištěno, že jak polyuretanové uzávěry (PN: 5181-1512), tak PTFE uzávěry (PN: 5182-0871) eliminují interference siloxanu. Výměna nebo promytí držáku jehly autosampleru (PN: G4513- 40525) v methanolu po delším používání může také pomoci snížit interference. 

Obrázek 4 ukazuje chromatogramy SIM m/z 149 kalibračního standardu o koncentraci 1 ng/ml (1 pg) a slepé vzorky s použitím vypálených spotřebních materiálů, polyuretanových uzávěrů a nově umytého držáku jehly. Všimněte si, že měřítko je pro oba chromatogramy stejné, ale slepý vzorek byl pro přehlednost posunut. I když jsou stále patrné malé množství kontaminace, jsou mnohem nižší, a proto umožňují kalibraci až do nízkých koncentrací ppb. Použití PTFE krimpovacích uzávěrů vedlo k podobným výsledkům. Všimněte si, že polyuretanové uzávěry fungovaly dobře s isooktanem, ale nejsou kompatibilní s některými rozpouštědly, jako je DCM. Před použitím zkontrolujte kompatibilitu rozpouštědel.

Agilent Technologies: Obrázek 4. Chromatogramy SIM 149 kalibračního standardu 1 ng/ml a slepé vzorky s použitím vypalovaných spotřebních materiálů, polyuretanových uzávěrů a nové umyté jehly

Agilent Technologies: Tabulka 3. Výsledky kalibrace v režimu SIM s 11 úrovněmi v rozmezí 1 až 1 000 pg pro 17 ftalátů a 50 až 20 000 pg pro DINP a DIDP.

Závěr

• Agilent 5977C MSD a 8890 GC v kombinaci s popsanou metodou poskytují vynikající tvar píků, rozlišení, citlivost a dobu analýzy 13 minut. 
• Kombinace nosného plynu vodíku a kolony Agilent J&W HP-5ms o průměru 180 µm umožnila zkrátit dobu analýzy ve srovnání s heliem a kolonou o průměru 250 µm. 
• Kalibrační křivky byly lineární pro 14 ftalátů v rozmezí 1 až 1 000 pg. DMEP a DBEP vyžadovaly kvadratické křivky a DMEP a DEHP byly kalibrovány v rozmezí 2,5 až 1 000 pg. DINP a DIDP byly kalibrovány v rozmezí 50 až 20 000 pg s lineární křivkou. 
• Pro dosažení nejnižších kalibračních úrovní je důležité věnovat zvláštní pozornost použitým spotřebním materiálům a jejich přípravě před použitím.