DFS - Analysis of Brominated Flame Retardants with High Resolution GC/MS

Význam tématu

Polybromované difenyléthery (PBDE) patří mezi klíčové retardéry hoření využívané v řadě průmyslových výrobků. Díky své perzistenci a bioakumulaci jsou zařazeny mezi vytrvalé organické polutanty (POPs) a regulovány legislativou EU (RoHS/WEEE). Spolehlivá analýza PBDE je nezbytná pro sledování životního prostředí, kontrolu potravin a průmyslovou kvalitu.

Cíle a přehled studie

Cílem studie je demonstrovat metodiku vysokorozlišující GC/MS (HRGC/HRMS) s použitím multiple ion detection (MID) pro kvantitativní a kvalifikační analýzu PBDE v trace koncentracích. Studie popisuje optimalizaci separace a detekce 209 kongenerů PBDE a vyhodnocuje citlivost, selektivitu a kvantitativní linearitu metody.

Použitá metodika a instrumentace

• GC/MS systém: Thermo Scientific DFS HRGC/HRMS s TRACE GC Ultra a TriPlus autosampler.
• GC kolona: TRACE TR-5MS (15 m × 0,25 mm ID, 0,1 µm film), program teploty od 120 °C do 330 °C s postupnými rampami.
• Chromatografické podmínky: splitless injekce 1 µL, injektor 280 °C, tok nosného plynu 1 mL/min.
• MS podmínky: EI pozitivní, elektronová energie 40 eV, zdroj 270 °C, rozlišení 10 000 pro MID, 1 000 pro preskany.
• Detekce: Multiple Ion Detection s PFK jako interním referenčním standardem pro lock a calib hmoty.
• MID okna definována pro tri- až deca-BDE s charakteristickými kvantitačními a ratio hmotnostmi.

Hlavní výsledky a diskuse

• Preskenové experimenty potvrdily, že molekulární iont (M⁺·) a fragment [M-2Br]⁺ jsou nejintenzivnější pro nižší a vyšší bromaci.
• Přechod nejintenzivnějšího iontu z M⁺· na [M-2Br]⁺ se posouvá mezi Penta- a Hexa-BDE v závislosti na teplotě.
• Vysoké rozlišení MID zajistilo přesnost hmotnostních měření a stabilitu detekce i pro těžké kongenery (Deca-BDE).
• Chromatografické oddělení na nepórové TR-5MS koloně umožnilo skupinové členění PBDE podle stupně bromace.
• LOQ v řádu nízkých femtogramů, linearita kvantifikace CF > 0,999 v rozsahu 25–10000 fg/µL.

Přínosy a praktické využití metody

• Metoda poskytuje vysokou selektivitu a citlivost potřebnou pro rutinní monitoring PBDE v životním prostředí a potravinách.
• Využití stabilních izotopově značených interních standardů zajišťuje přesnou kvantifikaci.
• Díky vysokému rozlišení je minimalizováno rušení maticových signálů.
• Krátká kolona usnadňuje analýzu termolabilních kongenerů jako Deca-BDE.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření metody na nové bromované retardéry a další POPs.
• Automatizace přípravy vzorků a datových procesů v rámci LIMS.
• Kombinace s GC×GC pro další zvýšení separační kapacity.
• Implementace AI-podpory pro rychlejší vyhodnocení dat.

Závěr

High resolution GC/MS s MID detekcí na přístroji Thermo Scientific DFS umožňuje vysoce selektivní a citlivou analýzu PBDE. Metoda splňuje přísné požadavky legislativy a nabízí spolehlivou kvantifikaci v nízkých femtogramových koncentracích.

Reference

1. California Legislature Bill No. 302, Chaptered August 11, 2003.
2. European Parliament and Council Directive 2002/95/EC on the Restriction of Hazardous Substances (RoHS) a Directive 2002/96/EC on Waste Electrical and Electronic Equipment (WEEE).