Advanced Analytical Technologies for Analyzing Environmental Matrixes Contaminated with Petroleum Hydrocarbons - Sample Preparations

Význam tématu

Kontrola kontaminace mořských plodů ropnými látkami a polycyklickými aromatickými uhlovodíky (PAH) je klíčová pro ochranu zdraví spotřebitelů a dodržení regulačních limitů. Rychlé a spolehlivé metody přípravy vzorků i citlivé analytické techniky umožňují včas detekovat chemické znečištění po ropných haváriích a minimalizovat ekonomické ztráty v rybolovu.

Cíle a přehled studie / článku

Studie popisuje stávající postupy FDA a NOAA při hodnocení znečištění mořských plodů ropnými uhlovodíky, představuje alternativní přístup QuEChERS pro extrakci a čištění PAH ve vzorcích ryb a měkkýšů a hodnotí výkon dvou GC–MS / GC–QQQ systémů (Agilent 5975C a 7000B) v režimu SIM a MRM.

Použitá instrumentace

• Agilent 7890A GC s multimode inlet (MMI)
• Agilent 5975C MSD v režimu SIM
• Agilent 7000B QQQ v režimu MRM
• QuEChERS sety Agilent SampliQ (AOAC extrakční a dispersivní SPE balíčky)
• Kapilární kolony DB-EUPAH (20 m × 0,18 mm × 0,14 μm) a DB-5ms

Použitá metodika a instrumentace

NOAA postup: konzervativní extrakce sedimentů a tkání se spotřebou velkého objemu rozpouštědel a dlouhou přípravou.

QuEChERS:

• Nasekané, zmražené a homogenizované 3 g vzorku
• Extrahováno 15 mL acetonitrilu s 1 % kyseliny octové + solný balíček AOAC
• Dynamické vymychání 1 min, odstředění, přečištění dispersivní SPE (řasa sorbentů C18/PSA)
• Přímé odběry 500 μL extraktu do vialu, analýza GC–MS nebo LC–FLD

Backflushing kapilárního proudu po každé injekci výrazně snižuje zátěž kolony, eliminuje posuny retenčních časů, snižuje potřebu údržby a zkracuje čas běhu.

Hlavní výsledky a diskuse

QuEChERS dosahuje obdobných procent návratnosti PAH (80–120 %) jako klasické NOAA metody, ale s časovou úsporou z hodin na minuty a nižší spotřebou rozpouštědel.

Signal-to-noise v čistých standardech je srovnatelné na GC-QQQ (MRM) i GC-Q (SIM), v matrice však QQQ vykazuje vyšší citlivost a lepší selektivitu, zejména u stopových PAH (<1 ppb).

Backflushing eliminuje hromadění těžkých nečistot, zachovává stabilitu retenčních časů a snižuje ztrátu citlivosti v dlouhodobém provozu.

Přínosy a praktické využití metody

• Vyšší propustnost analýz (desítky vzorků denně) ve srovnání s tradičními metodami
• Snížení nákladů na rozpouštědla, laboratořské techniky a likvidaci odpadů
• Možnost rychlé verifikace splnění legislativních limitů FDA/NOAA pro 9 regulovaných PAH
• Vhodné pro rutinní monitoring znečištění mořských plodů a pitných vod

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další rozšíření QuEChERS pro sledování širokého spektra organických kontaminantů (pesticidy, PCBs)
• Automatizace kroku dispersivní SPE a backflushu pro vyšší reproducibilitu
• Integrace vysokorychlostních GC–QQQ systémů s softwarem pro iontovou optimalizaci
• Nasazení mobilních GC–MS jednotek pro in situ monitoring ropných skvrn

Závěr

QuEChERS v kombinaci s GC–QQQ přináší do environmentální analytiky efektivní, rychlé a citlivé řešení pro stanovení PAH v kontaminovaných matricích. Implementace backflushu dále zvyšuje produktivitu a spolehlivost laboratoří, což umožňuje včasné rozhodování při mimořádných událostech a zajištění bezpečnosti potravin.

Reference

• Sloan C.A. et al. Extraction, Cleanup, and GC/MS Analysis of Sediments and Tissues for Organic Contaminants. NOAA Tech. Memo. NMFS-NWFSC-59, 2004.
• Protocol for Sensory Testing and Analytical Chemistry Results for Re-Opening Oil-Impacted Areas. NOAA Opening Protocol, 2010.
• Sandy C. The Analysis of PAHs in Biota and Sediment Extracts Using GC-MS/MS with Agilent 7000A. Agilent Technologies UK, 2009.
• Smith D. & Lynam K. GC/MS Analysis of EU Priority PAHs using Agilent J&W DB-EUPAH Column. Agilent Technologies, 2009.
• Ramalhosa M.J. et al. Analysis of PAHs in Fish: Evaluation of QuEChERS Method. J. Sep. Sci., 2009.