A Novel High-Resolution, Accurate-Mass, Orbitrap-Based GC-MS for Routine Analysis of Short Chained Chlorinated Paraffins

Význam tématu

SCCP jsou krátké chlorované parafíny široce používané v průmyslu jako mazadla, chladicí kapaliny či retardéry hoření. Jsou klasifikovány jako perzistentní organické polutanty, podléhají omezení podle Stockholmské úmluvy a vyžadují citlivé a selektivní analytické metody pro detekci na nízkých úrovních v životním prostředí.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo ověřit výkon nové benchtopové Orbitrap GC-MS (Thermo Scientific Exactive GC) pro rutinní stanovení SCCP technických směsí (C10–C13) pomocí režimů elektronové ionizace (EI) a negativní chemické ionizace (NCI). Studie hodnotila citlivost, lineární rozsah, selektivitu a opakovatelnost měření.

Použitá metodika a instrumentace

Analýza byla provedena na spojení plynového chromatografu TRACE 1310 s Orbitrapovým Exactive GC MS. Vzorky se automaticky aplikovaly pomocí autosampleru TriPlus RSH. GC běžel v režimu splitless s helijem jako nosným plynem a programem teplot:

• injektor 280 °C, liner single taper
• pec: 100 °C (2 min), rampu 20 °C/min do 310 °C (4 min)

MS pracoval ve full scan režimu (50–650 Da) při mass resolution 60 000 FWHM (m/z 200), s lockmassem a kalibrací PFTBA. Ionizace probíhala buď v EI (70 eV) nebo NCI s metanem jako reagenčním plynem.

Hlavní výsledky a diskuse

Analytické limity detekce (IDL) dosahovaly v režimu EI ~10 pg/µL (celkové homologní odezvy) a v NCI až 3 pg/µL pro jednotlivé homologní skupiny. Lineární rozsah pokrýval koncentrační interval 1–10 000 pg/µL s koeficientem determinace R2 > 0,99. Opakovatelnost peak area při 25 pg/µL vykázala %RSD kolem 3–4 %. Sub-ppm hmotnostní přesnost umožnila rozlišení cílových iontů od interferujících matricových nebo vyšších mas díky vysokému rozlišení > 30 000. Srovnávací test s rozlišením 15 000, 30 000 a 60 000 potvrdil, že hodnoty nad 30 000 jsou nezbytné pro spolehlivé oddělení SCCP homologů od polychlorovaných bifenylů.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí:

• vysokou citlivost pro nízké úrovně SCCP
• vynikající lineární dynamický rozsah pro kvantifikaci
• selektivní detekci v komplexních matricích
• jednoduchou instrumentální konfiguraci bez potřeby derivatizace
• spolehlivé oddělení homologních skupin SCCP

Budoucí trendy a možnosti využití

Využití vysokého rozlišení a přesnosti měrné hmotnosti v GC-MS se bude dále rozšiřovat na stanovení jiných perzistentních organických polutantů a halogenovaných sloučenin. Integrace s pokročilou datovou analýzou a strojovým učením umožní rychlejší zpracování komplexních datových souborů a zvýšení automatizace monitorovacích protokolů v environmentální a potravinářské oblasti.

Závěr

Orbitrap-based Exactive GC-MS nabízí vynikající citlivost, lineární rozsah a selektivitu pro rutinní analýzu SCCP technických směsí. Kombinace EI a NCI režimu a vysokého rozlišení nad 30 000 zajišťuje spolehlivé oddělení a kvantifikaci isomerických homologů i při stopových hladinách.

Reference

1. Geng N.; Zhang H.; Zhang B.; Wu P.; Wang F.; Yu Z.; Chen J. Effects of short-chain chlorinated paraffins exposure on the viability and metabolism of human hepatoma HepG2 cells. Environ Sci Technol. 2015, 49(5), 3076–3083.
2. European Commission. Commission Regulation (EU) No. 519, Off. J. Eur. Union L159, 1–4, 2012.