Fast, ultra-sensitive analysis of PBDEs in food using advanced GC-MS/MS technology

Význam tématu

Poly-bromované difenylétery (PBDEs) patří mezi perzistentní organické polutanty využívané jako zpomalovače hoření v široké škále materiálů. Jejich akumulace v životním prostředí a v potravinových řetězcích představuje riziko pro zdraví včetně karcinogenních účinků. Rychlé, vysoce citlivé a selektivní metody stanovení PBDEs ve vzorcích potravin jsou proto klíčové pro monitorování a zajištění bezpečnosti potravin.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo zhodnotit kvantitativní výkon systému Thermo Scientific™ TSQ™ 9000 GC-MS/MS vybaveného pokročilým zdrojem elektronové ionizace (AEI) pro ultra-stopová stanovení 27 PBDE kongenerů v potravinách. Výzkum se zaměřil na kritéria citlivosti (IDL, LOQ), linearity, opakovatelnosti a přesnosti metody ve srovnání se zlatým standardem GC-HRMS.

Použitá metodika a instrumentace

Pro přípravu kalibrační křivky a stanovení IDL/LOQ byly využity standardy 27 nativních PBDE (1–5 pg/µL) a 16 13C značených interních standardů. Extrakce z homogenizovaných potravin byla prováděna n-hexanem, následovalo čištění na multi-sloupcích se silikou, aktivním uhlím a aluminosilikou. K oddělení analyzů sloužil sloupcový systém:

• GC: Thermo Scientific™ TRACE™ 1310
• Kolona: TraceGOLD™ TG-PBDE, 15 m × 0,25 mm I.D. × 0,10 μm
• Autosampler: TriPlus™ RSH
• MS: TSQ™ 9000 triple quadrupole MS s AEI zdrojem

Data byla zpracována v Chromeleon™ CDS 7.2 v módu timed-SRM s využitím funkcí izotopické diluce a výpočtu průměrného kalibračního faktoru.

Hlavní výsledky a diskuse

Chromatografické oddělení všech 27 kongenerů bylo dosaženo za méně než 11 minut, s vynikajícím rozlišením kritické páry BDE-49/BDE-71. IDL se pohybovaly v rozsahu 2–100 fg na kolonu (0,003–0,125 ng/kg ve vzorku). LOQ odpovídaly 0,05–0,63 ng/kg v extrahovaném tuku při splnění těchto kritérií:

• Ionové poměry ±30 % oproti kalibraci
• Opakovatelnost plochy <15 % RSD
• Relativní kalibrační faktory (RRF) ±30 %

Linearita ve třech rozsazích (mono-penta, hexa-octa, nona-deca) vykázala R²>0,98 a RRF %RSD<10 %. Přenos vzorců z komplexní matrici (např. rybí olej) prokázal selektivitu a nízké interferenční pozadí. Porovnání výsledků s GC-HRMS ukázalo shodu v rozmezí <15 % odchylky.

Přínosy a praktické využití metody

Tato metoda nabízí výrazné zvýšení produktivity laboratorního provozu (až 100 vzorků/den oproti 30 u GC-HRMS) a snížení provozních nákladů díky zkrácené době analýzy. Vysoká citlivost a spolehlivost výsledků umožňuje regulačním orgánům a kontrolním laboratořím efektivně monitorovat PBDEs v potravinách na úrovni nízkých ppt.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj se zaměří na automatizaci vzorkovacích postupů, rozšíření multiplexního monitoringu dalších perzistentních organických polutantů a integraci s vysokorychlostními datovými platformami. Zlepšení zdrojů ionizace a chromatografických fází přinese ještě vyšší citlivost a rozlišení. Také se očekává vznik adaptací pro screening dalších matric, např. environmentálních vzorků.

Závěr

TSQ 9000 GC-MS/MS s AEI zdrojem představuje robustní a vysoce výkonnou nástrojovou platformu pro rutinní ultra-stopovou analýzu PBDE kongenerů v potravinách. Dosahuje rychlosti, citlivosti i selektivity srovnatelné nebo lepší než GC-HRMS při nižších provozních nákladech.

Reference

1. Hites RA. Polybrominated Diphenyl Ethers in the Environment and in People: A Meta-Analysis of Concentrations. Environ. Sci. Technol. 2004, 38, 945–956.
2. United Nations Environment Programme. Guidance for the inventory of polybrominated diphenyl ethers listed under the Stockholm Convention on POPs. 2018.
3. Fernandes A, White S, D’Silva K, Rose M. Simultaneous determination of PCDDs, PCDFs, PCBs and PBDEs in food. Talanta 2004, 63, 1147–1155.
4. Thermo Fisher Scientific. Timed SRM Technical Note. 2009.
5. US EPA. Method 1614A: Brominated Diphenyl Ethers in Water, Soil, Sediment, and Tissue by HRGC/HRMS. 2010.