A New GC–ICP–MS Method for Compound Specific Determination of Brominated Flame Retardants

Význam tématu

Polybromované difenylétery (PBDE) představují skupinu bromovaných zpomalovačů hoření hojně využívaných v elektronice, textiliích a plastových výrobcích. Vzhledem k jejich snadnému uvolňování z materiálů, kumulaci v životním prostředí a biologické akumulaci je potřeba spolehlivě stanovovat množství jednotlivých kongenerů. Regulace jako směrnice RoHS omezují obsah PBB a PBDE ve výrobcích na 0,1 % hmotnosti, což vyžaduje přesné a citlivé analytické metody.

Cíle a přehled studie / článku

Hlavním cílem bylo vyvinout jedinou chromatografickou metodu spojenou s ICP–MS detekcí, která umožní současné, rychlé a přesné stanovení PBDE kongenerů od BDE-28 až po BDE-209 bez arteficiální debromace. Studie demonstruje aplikaci na technické směsi penta-, okta- a deca-BDE i na extrakty polymerních referenčních materiálů.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky zahrnovaly standardní technické směsi (penta-, okta-, deca-BDE) a pevnou referenci ERM EC591 (polypropylen), extrahovanou chlazeným rozpouštědlem. Analytická instrumentace:

• Gas chromatograf Thermo Scientific Trace 1310
• ICP–MS Thermo Scientific iCAP Q
• Autosampler TriPlus
• Kolona DB-5MS, 15 m × 0,25 mm × 0,1 µm
• PTV Splitless injection, 1 µl, 100 °C start, nosný plyn He (3–4,5 ml/min), make-up Ar (950 ml/min)
• Teplotní program: 100 °C (2 min), 15 °C/min do 200 °C, 8 °C/min do 250 °C, 25 °C/min do 280 °C (4 min)
• ICP–MS: rozhraní 270 °C, výkon 1400 W, detekce izotopů 79Br (100 ms) a 81Br (80 ms)

Hlavní výsledky a diskuse

Nová metoda významně omezila rozpad vysoce bromovaných kongenerů při analýze, což potvrdily chromatogramy se zachovanými relativními intenzitami až po BDE-209. Kalibrační křivky pro 28 kongenerů vykázaly lineárnost R2 > 0,99 v rozsahu 2,5–100 ng/ml jak v čistých standardech, tak v extraktech ERM EC591. Meze detekce dosahovaly 1,8 pg na kolonu, při optimálním nastavení až 0,65 pg.

Přínosy a praktické využití metody

Tato jediná GC–ICP–MS metoda umožňuje zkrácení doby analýzy díky programované změně průtoku a práci s jednou kolonnou namísto dvou. Poskytuje rychlé a spolehlivé kvantitativní stanovení všech PBDE kongenerů ve výrobcích a materiálech, čímž podporuje dodržování legislativních limitů a zvyšuje pracovní kapacitu laboratoří.

Budoucí trendy a možnosti využití

Výrazné zlepšení citlivosti lze očekávat při použití sektorového ICP–MS místo kvadrupólového. Metodu lze dále rozšířit na stanovení jiných halogenovaných znečišťujících látek, na automatizované extrakce a na systematické sledování PBDE v životním prostředí a recyklovaných materiálech.

Závěr

Popsaná GC–ICP–MS technika umožňuje spolehlivou, přesnou a rychlou analýzu PBDE kongenerů od nízkého po vysoký stupeň bromace bez podstatné debromace. Metoda přináší zkrácení doby analýzy, vysokou citlivost a splnění požadavků regulací.

Reference

Eljarrat A. et al. J Mass Spectrom. 2002;37:76–84
Stapleton P. Anal Bioanal Chem. 2006;386:807–817