METHOD VALIDATION OF THE ANALYSIS OF ORGANOCHLORINE PESTICIDES AND POLYCHLORINATED BIPHENYLS USING DILLME AND GC-MS/MS

Význam tématu

Organické chlorované pesticidy a polychlorované biphenyly (PCBs) patří mezi perzistentní organické polutanty s vysokou toxicitou, které mají schopnost bioakumulace v ekosystémech a potravních řetězcích. Monitorování těchto látek ve vodě vyžaduje metody s velmi nízkými limity kvantifikace (LOQ), aby bylo možné splnit regulační požadavky a chránit zdraví člověka a životní prostředí.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout a ověřit plně automatizovanou metodu pro extrakci a kvantifikaci 18 organochlorovaných pesticidů a PCB ve vodných vzorcích pomocí dispersní kapalina–kapalina mikroextrakce (DiLLME) spojené s velkoobjemovou injekcí (LVI) a detekcí GC-MS/MS. Validace podle stylu NS30 byla provedena ve třech typech vod (borehole, povrchová, pitná) a deionizované vodě.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda využívá následující kroky:

• Manuální přenos 6 mL vzorku do ampule s vysokým výtěžkem.
• Automatické přidání interních standardů, isopropylalkoholu (dispergent) a směsi dichlormethanu/pentanu (extrakční rozpouštědlo).
• Agitace v GERSTEL QuickMix pro vytvoření emulze.
• Centrifugace na Anatune CF200 pro oddělení fází a odběr extraktu.
• Velkoobjemová (10 µL) injekce na chlazeném CIS 4C s využitím DoE optimalizace parametrů.
• Separace pomocí Agilent GC 7890B a detekce Agilent 7010 QQQ s vysoce účinným zdrojem (HES).

Instrumentace:

• GERSTEL MPS Robotic Dual Head
• GERSTEL QuickMix
• GERSTEL CIS 4C
• GERSTEL UPCPlus
• Anatune CF200 Centrifuge
• Agilent GC 7890B
• Agilent 7010 QQQ High Efficiency Source

Hlavní výsledky a diskuse

Linearity kalibrace pro všechny analyty dosáhla koeficientu r2 ≥ 0,990, přičemž u vybraných látek (heptachlor endo-epoxid, dieldrin) byly zaznamenány hodnoty r2 = 0,997–0,998. Limity kvantifikace vypočtené jako desetina vnitrobatchového rozptylu spadaly do rozmezí 3,4–8,7 ng/L, přičemž signál/šum u kritických látek výrazně překročil požadavek S/N ≥ 5. Obnova při třech hladinách (10, 20, 160 ng/L) u vzorků pitné vody byla v intervalu ±3 % a přesnost (RSD) nepřekročila regulační limit 25 %, s výjimkou δ-HCH (28,5 %), kterou lze korigovat vhodným izotopově značeným interním standardem.

Přínosy a praktické využití metody

Automatizovaný DiLLME-LVI-GC-MS/MS protokol poskytuje:

• Významné snížení objemu vzorku (6 mL vs. standardních 250 mL).
• Nižší spotřebu rozpouštědel a nižší provozní náklady.
• Zkrácení doby přípravy a zvýšení pracovní propustnosti laboratoře.
• Snížení rizik spojených s manipulací s toxickými chemikáliemi.

Budoucí trendy a možnosti využití

Metoda má potenciál pro rozšíření na další skupiny perzistentních organických polutantů. Budoucí směřování zahrnuje:

• Integraci multianalyzátových protokolů pro konsolidaci testů.
• Další miniaturizaci a ekologizaci extrakčních postupů.
• Využití pokročilých datových analýz a strojového učení pro optimalizaci parametrů metody.

Závěr

Vyvinutá a validovaná metoda DiLLME-LVI-GC-MS/MS splňuje přísné limity kvantifikace a přesnosti stanovené vodohospodářskými regulacemi. Šetří čas, materiál a poskytuje robustní nástroj pro rutinní sledování organochlorovaných pesticidů a PCB ve vodách.

Reference

• Dunscombe J., Ridgway K., Banks P., Gledhill S., Thompson D. Method Validation of the Analysis of Organochlorine Pesticides and Polychlorinated Biphenyls Using DiLLME and GC-MS/MS, Anatune Application Note AS230, 2019.