PŘÍPRAVA VZORKŮ BIOLOGICKÉHO PŮVODU PRO SPECIAČNÍ ANALÝZU RTUTI POMOCÍ PLYNOVÉ A KAPALINOVÉ CHROMATOGRAFIE

Význam tématu

Rtuť ve svých různých formách patří mezi nejnebezpečnější environmentální kontaminanty s vysokým toxickým potenciálem. Její biologická dostupnost, akumulace a toxické účinky závisí na speciaci, tedy chemické formě rtuti. V praxi je proto klíčové nejen měřit celkový obsah rtuti, ale rozlišovat jednotlivé speciace, zejména nebezpečný methylrtuťnatý kationt.

Cíle a přehled studie / článku

Článek shrnuje postupy přípravy biologických vzorků pro speciační analýzu rtuti metodami plynové chromatografie (GC) a kapalinové chromatografie (LC). Cílem je představit klíčové kroky od odběru a konzervace vzorku až po extrakci, derivatizaci a detekci jednotlivých specií rtuti v materiálech živočišného původu.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika speciační analýzy zahrnuje tyto hlavní kroky

• Odběr a uchování vzorků v inertních nádobách z borosilikátového skla, PET nebo PTFE za přidání konzervačních činidel (HCl, L-cystein, 2-merkaptoethanol) či mražením či lyofilizací
• Homogenizace materiálu a izolace specií rtuti extrakcí v roztocích kyselin (HCl, CH3COOH), zásad (KOH, TMAH) či chelatačních činidel (EDTA, L-cystein, dithizony)
• Stabilizace specií rtuti komplexotvornými látkami (2-ME, L-cystein) nebo udržení nízkého pH a vysoké iontové síly pro zabránění adsorpce rtuti ke stěnám nádob
• Derivatizace pro GC pomocí tetraalkylboritanů (tetraethyl-, tetrapropyl-, tetrafenylboritan sodný) nebo Grignardových činidel
• Separace GC na sloupci C-8, C-18, dimethylsiloxanových či fenyldimethylpolysiloxanových fázích, LC na obrácené fázi C-18/C-8 se směsí methanolu, acetonitrilu a pufrů
• Detekce prvkově selektivními metodami AFS, AAS, ICP-MS, popřípadě elektrochemickou detekcí nebo hmotnostní spektrometrií

Hlavní výsledky a diskuse

Studie ukazují, že klíčovým faktorem je volba vhodného materiálu pro skladování, jehož nevhodnost může vést k adsorpci až 90 % rtuti. Sterilizace či udržení nízkého pH a přídavek komplexotvorných látek významně snižují ztráty specií. Extrakční postupy s TMAH v mikrovlnném poli umožňují rychlou a účinnou uvolňovací fázi, zatímco alkalická hydrolýza KOH nebo ethanolu je výhodná pro vysoké obsahy rtuti. Derivatizace tetraalkylboritany poskytuje stabilní a těkavé sloučeniny pro GC, a to s detekčními limity v pg až ng rozmezí.

Přínosy a praktické využití metody

Navržené postupy umožňují spolehlivou kvantifikaci anorganických a organických forem rtuti v široké škále biologických vzorků – svalovině ryb, játrech, korýších, měkkýších, ale i v krvi a potravinách. Metody podporují monitorování kontaminace potravin a vodních organismů, odhad zdraví rizik a plnění legislativních požadavků na obsah rtuti.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj mikroextrakčních technik (SPME, mikropevné fáze), online spojení LC-ICP-MS pro vyšší citlivost a zrychlení analýzy, využití ultrahigh-performance LC a nových nanočásticových materiálů pro efektivnější stabilizaci a izolaci specií. Také se rozvíjejí netermické derivatizační reakce kompatibilní s přímým napojením na detektory.

Závěr

Správná příprava biologických vzorků pro speciační analýzu rtuti je nezbytná pro přesné stanovení jednotlivých forem rtuti. Volba materiálu vzorkovnic, konzervační podmínky, extrakční činidla, stabilizátory a derivatizační postupy zásadně ovlivňují výsledky a detekční limity. Kombinace optimalizovaných extrakčních a derivatizačních metod s výkonnou chromatografií a selektivní detekcí zajistí spolehlivost a opakovatelnost analýzy rtuti.

Reference

1. Pacyna E. G., Pacyna J. M., Sundseth K. a kol. Atmos. Environ. 44, 2487 (2010)
2. Feldman J., Salaun P., Lombi E. Environ. Chem. 6, 275 (2009)
3. Harrington C. F., Clough R., Hansen H. R. a kol. J. Anal. At. Spectrom. 24, 999 (2009)
4. Choi A., Cordier S., Weihe P., Grandjean P. Crit. Rev. Toxicol. 38, 877 (2008)
5. Ullrich S. M., Tanton T. W., Abdrashitova S. A. Crit. Rev. Environ. Sci. Technol. 31, 241 (2001)