An Alternate Testing Protocol for EPA 1613B using Agilent Triple Quadrupole GC/MS

Význam tématu

Polychlorované dibenzo-p-dioxiny (PCDDs) a dibenzofurany (PCDFs) patří mezi nejtoxičtější environmentální znečišťující látky, které se bioakumulují a představují riziko i při stopových koncentracích. Metoda EPA 1613B s použitím GC/HRMS je zlatým standardem pro jejich kvantifikaci, avšak vysoké investiční i provozní náklady a složitá údržba přístrojů s vysokým rozlišením vedou k potřebě alternativních technik, jež zachovají citlivost i selektivitu, ale umožní efektivnější a ekonomičtější provoz laboratoří.

Cíle a přehled studie

Cílem aplikace SGS AXYS Method 16130 bylo vyvinout a ověřit alternativní protokol ke standardnímu EPA 1613B za použití Agilent 7890B GC spojeného s 7010B Triple Quadrupole GC/MS. Studie zahrnuje:

• Vyhodnocení citlivosti, linearity a metod detekčních limitů (MDL).
• Stanovení recovery a precizity na čistých i reálných maticích (voda, pevné látky, biosolids, tkáně).
• Porovnání výsledků GC/TQ vůči referenční metodě GC/HRMS na vzorcích standardních referenčních materiálů i reálných vzorcích.

Použitá metodika

Vzorky byly před analýzou obohaceny o stabilně značené izotopové standardy, extrahovány dle EPA 1613B a očištěny, aby se minimalizovaly hmotnostní fluktuace a změny ionizační účinnosti. Pro separaci a detekci se použila MRM (Multiple Reaction Monitoring) se dvěma tranzicemi pro každý analyzát a jeho 13C-značený analog. Kalibrace probíhala na šesti bodech pokrývajících rozsah od 0,1 do 2 000 ng/mL dle chlorace, linearita byla ověřena pomocí opakovaných kalibrací a výpočet RSD atd. Retenční časy byly stabilizovány pomocí retention time locking (RTL).

Použitá instrumentace

• Agilent 7890B plynový chromatograf
• Agilent 7010B Triple Quadrupole GC/MS v MRM režimu, EI zdroj s vysokou efektivitou (HES)
• Kolona DB-5, 60 m × 0,25 mm × 0,10 µm
• Helium jako nosný plyn, splitless injektor při 290 °C

Hlavní výsledky a diskuse

Chromatografické rozlišení cílových tetra- až oktachlorovaných dioxinů a furanů bylo na úrovni vyžadované metodou 1613B (valley height < 25 % peak height). Systém dosahoval S/N ≥ 10:1 na nejnižší kalibrační úrovni. Lineární odezva vykazovala RSD < 20 % pro všechny cílové sloučeniny. MDL hodnoty pro vodu (0,56–9,4 pg/L), pevné látky (0,026–0,365 pg/g) a tkáně (0,029–0,113 pg/g) byly pod limity EPA 1613B. Recovery a RSD v IPR testech na čistých matricích (n = 4) se pohybovaly mezi 95–103 % a RSD < 4 % pro nativní látky, izotopové standardy vykázaly recoveries 53–83 % s RSD do 15 %. Porovnání reálných vzorků ukázalo velmi dobrou shodu mezi GC/TQ a GC/HRMS.

Přínosy a praktické využití metody

Technika GC/MS/MS s trojitým kvadrupólem nabízí:

• Nižší investiční a provozní náklady ve srovnání s GC/HRMS.
• Vyšší robustnost a jednodušší údržbu.
• Kompatibilitu s požadavky legislativy na citlivost a selektivitu pro rutinní monitorování PCDD/PCDF.

Budoucí trendy a možnosti využití

Métoda GC/TQ lze dále rozšířit na širší spektrum perzistentních organických polutantů, implementovat automatizované připravy vzorků či kombinovat s dalšími hyphenovanými technikami (LC-MS/MS). Dále je předpoklad úpravy metodiky pro nové regulační limity a zvýšení throughput laboratoří.

Závěr

SGS AXYS Method 16130 využívající Agilent 7890B/7010B GC/TQ splňuje požadavky EPA Method 1613B pro analýzu 17 klíčových tetra- až oktachlorovaných dioxinů a furanů. Metoda poskytuje srovnatelnou úroveň citlivosti, selektivity a přesnosti jako GC/HRMS, ale s výrazně nižšími náklady a jednodušší obsluhou, což umožňuje širší aplikaci v rutinních i výzkumných laboratořích.

Reference

1. US EPA. Method 1613B: Tetra-Through Octa-Chlorinated Dioxins and Furans by Isotope Dilution HRGC/HRMS, September 1994.