Consolidated analysis of soil contaminants - Four-fold increase in the sample throughput with GC-Orbitrap
Aplikace | 2020 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Polychlorované bifenyly (PCB) a polynukleární aromatické uhlovodíky (PAH) patří mezi perzistentní organické znečišťující látky, které se v půdách akumulují a ohrožují ekosystémy i lidské zdraví. Díky své lipofilicitě a stabilitě dochází k biomagnifikaci v potravním řetězci, proto je nezbytné sledovat jejich výskyt na úrovni pg–ng/kg.
Hlavním cílem bylo vyvinout konsolidovanou analytickou metodu pro kvantifikaci 16 EPA PAH, 7 PCB, tři oxyPAH, deset methylPAH a devět NSO-PAH v půdách, která zrychlí analýzu na dobu <20 min na vzorek a zvýší propustnost až čtyřnásobně oproti tradičním metodám.
Orbitrap Exploris GC s vysokým rozlišením (60 000 FWHM) vybavený zdrojem ExtractaBrite™ pro EI a PCI; Thermo Scientific™ TriPlus™ RSH autosampler; kapilární kolona TraceGOLD™ TG-5 SilMS (30 m × 0,25 mm × 0,25 µm); Chromeleon™ CDS 7.3; Compound Discoverer™ 3.2 pro dekonvoluci a library search.
Vzorky půdy byly homogenizovány, lyofilizovány a extrahovány modifikovanou metodou QuEChERS s následným d-SPE čištěním. Standardy (45 nativních sloučenin a 14 13C-značených IS) byly připraveny v matici v hladinách 0,1–500 pg/µL. GC-MS parametry: injekce 1 µL splitless, teplotní program 40–350 °C, plný sken 50–550 m/z.
MDL se pohybovaly v rozmezí 115–475 fg on column (0,1–0,5 µg/kg v půdě), LOQ 0,5–5 µg/kg při RSD <15 % a iontových poměrech ±30 %. Linearity R2 ≥0,995, průměrné %RSD kalibračních faktorů <13 %. Recoveries interních standardů ~79 % (RSD <5 %). Chromatografická separace kritických párů PAH i PCB byla dosažena za <20 min.
Budoucí vývoj bude směřovat k automatizaci přípravy vzorků, rozšíření datových knihoven pro nově vznikající oxidované a nitro-deriváty PAH, k integraci s on-line extrakcemi a ke zlepšení softwarové platformy pro AI-podporované vyhodnocení dat.
Konsolidovaná QuEChERS-GC-HRMS metoda na bázi Orbitrap Exploris GC výrazně zvyšuje rychlost a spolehlivost analýzy organických kontaminantů v půdách, nabízí vysokou citlivost, přesnost i budoucí flexibilitu pro screening neznámých sloučenin.
GC/MSD, GC/MS/MS, GC/HRMS, GC/Orbitrap
ZaměřeníŽivotní prostředí
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Polychlorované bifenyly (PCB) a polynukleární aromatické uhlovodíky (PAH) patří mezi perzistentní organické znečišťující látky, které se v půdách akumulují a ohrožují ekosystémy i lidské zdraví. Díky své lipofilicitě a stabilitě dochází k biomagnifikaci v potravním řetězci, proto je nezbytné sledovat jejich výskyt na úrovni pg–ng/kg.
Cíle a přehled studie
Hlavním cílem bylo vyvinout konsolidovanou analytickou metodu pro kvantifikaci 16 EPA PAH, 7 PCB, tři oxyPAH, deset methylPAH a devět NSO-PAH v půdách, která zrychlí analýzu na dobu <20 min na vzorek a zvýší propustnost až čtyřnásobně oproti tradičním metodám.
Použitá instrumentace
Orbitrap Exploris GC s vysokým rozlišením (60 000 FWHM) vybavený zdrojem ExtractaBrite™ pro EI a PCI; Thermo Scientific™ TriPlus™ RSH autosampler; kapilární kolona TraceGOLD™ TG-5 SilMS (30 m × 0,25 mm × 0,25 µm); Chromeleon™ CDS 7.3; Compound Discoverer™ 3.2 pro dekonvoluci a library search.
Použitá metodika
Vzorky půdy byly homogenizovány, lyofilizovány a extrahovány modifikovanou metodou QuEChERS s následným d-SPE čištěním. Standardy (45 nativních sloučenin a 14 13C-značených IS) byly připraveny v matici v hladinách 0,1–500 pg/µL. GC-MS parametry: injekce 1 µL splitless, teplotní program 40–350 °C, plný sken 50–550 m/z.
Hlavní výsledky a diskuse
MDL se pohybovaly v rozmezí 115–475 fg on column (0,1–0,5 µg/kg v půdě), LOQ 0,5–5 µg/kg při RSD <15 % a iontových poměrech ±30 %. Linearity R2 ≥0,995, průměrné %RSD kalibračních faktorů <13 %. Recoveries interních standardů ~79 % (RSD <5 %). Chromatografická separace kritických párů PAH i PCB byla dosažena za <20 min.
Přínosy a praktické využití metody
- Výrazné zkrácení doby analýzy a zvýšení propustnosti laboratoře až 20× oproti Soxhletu.
- Vysoká citlivost a selektivita díky HRMS plnému skenu a kombinaci EI/PCI.
- Možnost retrospektivní identifikace neznámých kontaminantů dekonvolucí a NIST library search.
Budoucí trendy a možnosti využití
Budoucí vývoj bude směřovat k automatizaci přípravy vzorků, rozšíření datových knihoven pro nově vznikající oxidované a nitro-deriváty PAH, k integraci s on-line extrakcemi a ke zlepšení softwarové platformy pro AI-podporované vyhodnocení dat.
Závěr
Konsolidovaná QuEChERS-GC-HRMS metoda na bázi Orbitrap Exploris GC výrazně zvyšuje rychlost a spolehlivost analýzy organických kontaminantů v půdách, nabízí vysokou citlivost, přesnost i budoucí flexibilitu pro screening neznámých sloučenin.
Reference
- CEN/TR 16998:2016 Ambient air – report on nitro- and oxy-PAHs.
- Sun Z. a kol. Environ. Int. 2017, 108, 261–270.
- Anderson J.T., Achten C. Polycyclic Aromatic Compounds 2015, 35, 330–354.
- Thermo Fisher Scientific Application note 21736, 2017.
- Hites R.A. Environ. Sci. Technol. 2004, 38, 945.
- Guidance for PBDE inventory, Stockholm Convention POPs.
- Fernandes A. a kol. Talanta 2004, 63, 1147–1155.
- Thermal Fisher Scientific Technical note 51797, 2009.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
eBook Thermo Scientific Orbitrap Exploris GC Mass Spectrometer
2020|Thermo Fisher Scientific|Příručky
eBook Thermo Scientific Orbitrap Exploris GC Mass Spectrometer Contents Foreword Overview Specifications Breakthrough performance of the Orbitrap Exploris GC for analytical testing and scientific research applications This study explores the power of high resolution and accurate mass using Orbitrap-based GC-MS…
Klíčová slova
orbitrap, orbitrapexploris, explorismass, masspah, pahbenzo, benzomethylpah, methylpahscientific, scientificpcb, pcbthermo, thermoppm, ppmanalytical, analyticalfluoranthene, fluoranthenepaoh, paohcompound, compoundion
Simultaneous routine GC-MS analysis of PCBs, PAHs, and their derivatives in soil using modified QuEChERS methodology
2019|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE 10720 Simultaneous routine GC-MS analysis of PCBs, PAHs, and their derivatives in soil using modified QuEChERS methodology Authors Aaron Lamb1, Adam Ladak1, Chris English2, Chris Rattray2, and Cristian Cojocariu1 Thermo Fisher Scientific, Runcorn, UK 1 2 Restek, Bellefonte,…
Klíčová slova
pah, pahmethylpah, methylpahpcb, pcbbenzo, benzopaoh, paohoxypah, oxypahfluoranthene, fluorantheneratio, ratiocounts, countspash, pashion, ionpanh, panhanthracene, anthracenequechers, quecherssoil
Simultaneous routine GC-MS analysis of PCBs, PAHs, and their derivatives in soil using modified QuEChERS methodology
2019|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE 10720 Simultaneous routine GC-MS analysis of PCBs, PAHs, and their derivatives in soil using modified QuEChERS methodology Authors Aaron Lamb1, Adam Ladak1, Chris English2, Chris Rattray2, and Cristian Cojocariu1 Thermo Fisher Scientific, Runcorn, UK 1 2 Restek, Bellefonte,…
Klíčová slova
pah, pahmethylpah, methylpahpcb, pcbbenzo, benzopaoh, paohoxypah, oxypahratio, ratiofluoranthene, fluoranthenecounts, countspash, pashion, ionpanh, panhanthracene, anthracenequechers, quecherssoil
Robust analysis of PAHs and PCBs in soil with over 500 repeat injections using Orbitrap Exploris GC
2020|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
TECHNICAL NOTE 10728 Robust analysis of PAHs and PCBs in soil with over 500 repeat injections using Orbitrap Exploris GC Authors: Aaron Lamb, Dominic Roberts, and Cristian Cojocariu Thermo Fisher Scientific, Runcorn, UK Keywords: Routine, robust, gas chromatography, Orbitrap, high…
Klíčová slova
benzo, benzorrf, rrfdeviation, deviationfluoranthene, fluorantheneaccuracy, accuracymass, massmean, meanstability, stabilityppm, ppmexploris, explorisanthracene, anthracenepahs, pahspyrene, pyrenebenzanthrone, benzanthroneorbitrap