GC-MS Analysis of Phthalates: Comparison of GC Stationary Phase Performance

Význam tématu

Phthaláty jsou běžné plastifikátory s potenciálně negativními účinky na lidské zdraví, včetně endokrinní disrupce, vývojových poruch a respiračních problémů. Regulace ze strany EU a U.S. EPA vyžaduje spolehlivou analýzu těchto sloučenin v různých matricích. Gas chromatografie s hmotnostní spektrometrií (GC-MS) je klíčovou metodou pro rychlé a přesné stanovení širokého spektra phthalátů.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo pomocí softwaru Pro EZGC simulovat a optimalizovat separaci phthalátů na sedmi různých GC kolónách Restek. Testovány byly jak regulované phthaláty (18 látek), tak rozšířený seznam 37 sloučenin. Přímým porovnáním stacionárních fází se hledaly nejvhodnější podmínky pro rychlou a kvalitní chromatografickou separaci.

Použitá metodika a instrumentace

• Instrumentace: GC-MS Shimadzu QP2010 Plus vybavený sérií kolón (Rtx-440, Rxi-XLB, Rxi-5ms, Rtx-50, Rxi-35Sil MS, Rtx-CLPesticides, Rtx-CLPesticides2).
• Software: Pro EZGC pro modelování optimálních parametrů (plyn, průtok, program teploty, rozměry kolóny).
• Příprava vzorku: Standardy phthalátů rozpuštěné v methylenchloridu, interní standard benzylbenzoát, práce výhradně v skleněné aparatuře.
• GC-MS parametry: injekční objem 1 µL, split 20:1, programy teplot a konstantní linearita (66,7 cm/s pro seznam EU, 48 cm/s pro rozšířený seznam), detekce v módu full scan (m/z 59–400), ionizace EI.

Hlavní výsledky a diskuse

• Regulovaných 18 phthalátů bylo odděleno za méně než 6 minut u všech sedmi fází.
• Pro rozšířený seznam 37 látek byla optimální separace dosažena na kolónách Rtx-440 a Rxi-XLB za méně než 40 minut, přičemž bylo rozlišeno 34 ze 40 píků.
• Rtx-440 a Rxi-XLB poskytly nejvyšší rozlišení, jiné fáze vykazovaly koeluce u některých izomerů.
• Na fázích Rxi-35Sil MS a Rtx-50 došlo ke změnám pořadí elučních píků u vybraných párů, což může být výhodné jako konfirmace.
• U technických směsí izomerů bylo možné identifikovat skupiny izomerů pomocí selektivních m/z iontů (např. m/z 293 pro diisononyl, m/z 307 pro diisodecyl phthalát).

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rychlou a reprodukovatelnou analýzu širokého spektra phthalátů pro účely QA/QC, environmentální monitorování i dodržování legislativních limitů. Modelování parametrů zkracuje dobu vývoje metod a minimalizuje náklady na experimentální optimalizaci.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření aplikace na komplexní matrice (voda, sedimenty, potraviny).
• Integrace dalších detektorů (GC-ECD, tandemové MS) pro zlepšení citlivosti.
• Automatizace a miniaturizace GC systémů pro polní měření.
• Využití pokročilého softwaru pro strojové učení při optimalizaci chromatografických podmínek.

Závěr

Simulace a přímé porovnání sedmi GC kolón pomocí Pro EZGC prokázalo, že kolóny Rtx-440 a Rxi-XLB nabízejí nejlepší separaci regulovaných i rozšířených phthalátů. Díky vysoké tepelné odolnosti, nízkému backgroundu a krátké době analýzy jsou tyto fáze doporučeny pro rutinní GC-MS stanovení phthalátů.

Reference

1. Choi H., Kim J., Im Y., Lee S., Kim Y. J. Environ. Sci. Health A 47(13):2173–2179, 2012.
2. Nassar N., Abeywardana P., Barker A., Bower C. Occup. Environ. Med. 67(9):585–589, 2010.
3. Trasande L. et al. J. Pediatr. 163(3):747–753.e1, 2013.
4. Werner E.F. et al. Environ. Health 14:75, 2015.
5. Jaakkola J.J., Knight T.L. Environ. Health Perspect. 116(7):845–853, 2008.
6. Hatch E.E. et al. Int. J. Androl. 33(2):324–332, 2010.
7. Net S. et al. Sci. Total Environ. 515–516:162–180, 2015.
8. U.S. EPA Method 8061A, Phthalate Esters by GC/ECD, Rev. 1, 1996.
9. Li D. Phthalate determination by dual column set in eight minutes, ChromaBLOGraphy, Restek Corp., 2015.