Soft ionization GC-HRMS of Polychlorinated Biphenyls (PCBs)

Význam tématu

Polychlorované bifenyly (PCB) patří mezi perzistentní organické látky známé svou toxicitou a dlouhodobou stabilitou v životním prostředí. Pro jejich sledování v půdě, vodě a biotických matricích je nezbytná vysoce selektivní a citlivá analytika schopná rozlišit více než 200 kongenerů. Moderní přístupy kombinující plynovou chromatografii s vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrií (GC-HRMS) nabízejí ideální platformu pro ne-cílenou i cílenou analýzu těchto sloučenin.

Cíle a přehled studie

Tento příspěvek demonstruje možnosti měkké plazmové ionizace SICRIT® v kombinaci s GC a LC-MS systémy pro separaci, identifikaci a kvantifikaci šesti modelových PCB kongenerů. Studie se zaměřuje na:

• Implementaci SICRIT® ionizačního zdroje do GC integrovaného s LTQ Orbitrap HRMS.
• Optimalizaci provozních podmínek plazmy a separačního protokolu pro PCB.
• Vyhodnocení linearity, detekčních limitů a kvality identifikace iontů [M]•+.

Použitá instrumentace

• GC: Thermo Trace GC Ultra s kolonkou RXI-5ms (30 m × 0,25 mm × 0,25 µm).
• Ionizační zdroj: SICRIT® DBD plazma (1,5 kV, 15 kHz) s suchým dusíkem jako nosným plynem plazmy.
• MS detektor: Thermo LTQ Orbitrap XL ve full scan režimu (75–750 m/z) s rozlišením 30 000 FWHM.
• Nosný plyn GC: helium (1,2 mL/min), injektorová teplota 280 °C, splitless injekce 2 µL.

Použitá metodika

Zkušební směs PCB (10 µg/mL v isooktanu) byla separována teplotním gradientem 40 → 230 °C při 20 °C/min, poté 5 °C/min do 260 °C a závěrečně 20 °C/min do 310 °C. Plazmová ionizace generovala převážně molekulární radikálové kationty [M]•+ s minimální fragmentací, což umožnilo ne-cílené monitorování na základě přesných hmotností.

Hlavní výsledky a diskuse

• Všechny zkoumané PCB kongenery byly chromatograficky odděleny a identifikovány s hmotnostním odchylkou do ±5 ppm.
• Spektra vykázala charakteristický izotopový vzor chloru potvrzující [M]•+ druhy.
• Použití suchého dusíku vedlo k výraznému nárůstu ionizační efektivity ve srovnání s vlhkým dusíkem.
• Metoda prokázala linearitu mezi 20–1000 ng/mL a limit detekce < 10 ng/mL pro všechny kongenery.

Přínosy a praktické využití metody

Soft ionizace SICRIT® umožňuje přesnou ne-cílenou analýzu PCBs s minimálními nároky na fragmentační data. Platforma nabízí:

• Rozšíření možnosti LC-MS přístrojů pro analýzu nepolárních látek.
• Možnost kvantifikace i identifikace v jedné full scan analýze.
• Nižší náklady oproti tradičním magnetickým sektorovým HRMS systémům.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další optimalizace kondicí plazmy a integrace s triple quad, TOF či orbitrap LC-MS systémy může rozšířit měřitelné spektrum nepolárních kontaminantů. Tento přístup by mohl vést k univerzální platformě pro monitoring environmentálních toxinů v rámci rutinní i výzkumné analýzy.

Závěr

Studie potvrzuje, že měkká plazmová ionizace SICRIT® v kombinaci s GC-HRMS je efektivní a citlivou metodou pro analýzu PCB. Díky přímé generaci molekulárních iontů [M]•+ a nízkým detekčním limitům představuje atraktivní alternativu k tradičním vysoce rozlišovacím technikám založeným na magnetických sektorech.