Optimization of Analytical Conditions for Improved Sensitivity in the Analysis of Deca-BDE on a DFS High Resolution GC/HRMS system

Význam tématu

Analýza PBDE, zejména s vysokým obsahu bromu jako Deca-BDE, je klíčová pro sledování persistentních organických polutantů v životním prostředí. Jejich vysoké bod varu a termolabilita vyžadují specifické optimalizace GC/HRMS. Zlepšení citlivosti a minimalizace rozkladů usnadňuje spolehlivé stanovení nízkých koncentrací v kalibračních i reálných vzorcích.

Cíle a přehled studie / článku

Studie se zaměřuje na:

• specifické výzvy při měření PBDE s různými stupni bromace
• optimalizaci parametrů vstřikování (SSL vs. PTV)
• nastavení kolony, programu pece a toku nosného plynu pro maximální citlivost
• vyvinutí duálního sloupcového systému pro kombinaci citlivosti a separační účinnosti

Použitá metodika a instrumentace

• Hmotnostní spektrometr Thermo Scientific DFS s vysokým rozlišením (R~10000) a EI ionizací (35–40 eV)
• GC Trace Ultra s kolony DB-5MS o délce 6, 15 a 30 m, průměru 0,20 až 0,25 mm a filmem 0,1 µm
• Vstřikovače splitless (SSL) a programovatelný teplotní vstřikovač (PTV) s možností large volume injection
• Duální kolony připojené k hmotnostnímu spektrometru přes Y-adaptér pro paralelní měření

Hlavní výsledky a diskuse

• Izotopové obrazce PBDE ukazují nižší intenzity M+ při vyšších bromacích, efektivními signály jsou fragmenty [M-2Br]+ a [M-4Br]+.
• Optimalizace splitless času a tlakového pulsu v SSL zvýšila signál Deca-BDE, PTV poskytuje stabilnější a vyšší citlivost při dlouhodobém provozu.
• Kratší kolony (6 m) s nižší eluační teplotou redukují tepelné rozklady a zvyšují citlivost i selektivitu.
• Upravený program pece a optimalizovaný tok nosného plynu vedl k nejlepšímu kompromisu mezi separací a detekčním limitem.
• Duální kolony umožňují paralelní analýzy standardních a sledovaných vzorků, zdvojnásobují průtok vzorků bez zvýšení doby měření.
• PTV-on-column vstřikování drasticky snižuje termický rozklad Deca-BDE ve vstřikovací komoře.

Přínosy a praktické využití metody

• Spolehlivá detekce Deca-BDE v rozsahu 0,1–10 pg na kolonu
• Vhodné pro monitoring PBDE v ekologických, potravinářských i biologických vzorcích
• Duální systém zvyšuje laboratorní efektivitu a snižuje dobu analýzy na vzorek
• PTV LVI rozšiřuje aplikace na ultra-trace analýzy dioxinů, furanů a dalších POPs

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další rozšíření duální akvizice pro více GC paralel
• Automatizace kalibrace a kvantifikace pomocí softwaru TargetQuan
• Integrace s vysokorychlostními GC a GC×GC technikami pro komplexní screening
• Vývoj pokročilých ionizačních zdrojů a vyššího rozlišení pro lepší selektivitu

Závěr

Optimalizace parametrů vstřikování, programu pece a délky kolony výrazně zlepšila citlivost a stabilitu analýzy Deca-BDE na GC/HRMS. Duální sloupcový systém a PTV-on-column vstřikování minimalizují tepelné rozklady a umožňují efektivní paralelní měření vzorků s nízkými koncentracemi PBDE.

Reference