Determination of polychlorinated biphenyls (PCBs) in soils using a new fully automated parallel extraction and evaporation system and GC-MS
Aplikace | 2022 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Polychlorované bifenyly (PCB) patří mezi perzistentní organické znečišťující látky s vysokou toxicitou, které se akumulují v půdě, vodě a organizmech. Jejich odolnost vůči degradaci a schopnost biomagnifikace představují riziko pro životní prostředí i lidské zdraví, a proto je klíčové mít rychlé, spolehlivé a šetrné analytické metody pro jejich stanovení v půdních matricích.
Úlohou studie bylo vyvinout a ověřit plně automatizovaný postup pro extrakci 17 PCB izomerů z půdy za použití inovativního paralelního systému EXTREVA ASE (Accelerated Solvent Extractor) a jejich následnou analýzu pomocí GC–MS (ISQ™ Single Quadrupole). Metoda je zaměřena na zkrácení doby přípravy vzorků, snížení spotřeby organických rozpouštědel a zvýšení reproducibility výsledků.
Pro kalibraci se připravila řada standardních roztoků PCB ve hexanu s vnitřním standardem decachlorobifenylem. Při extrakci se vzorek (2 g pro 10 mL buňku, 20 g pro 100 mL buňku) smíchal s diatomitem a vložil do extrakční buňky opatřené filtry. Extrakce proběhla při 100 °C a tlaku 200 psi za proudu hexanu, po níž následovala samotná koncentrace extraktu pomocí integrované vakuum-nitrogení evaporace na objem 1 mL. GC–MS analýza byla provedena v režimu timed-SIM s celkovou dobou cca 22 min.
Metoda prokázala vysokou účinnost extrakce i koncentrace:
Testy s certifikovanou referenční půdou potvrdily shodu naměřených hodnot s udanými mezemi certifikátu.
Automatizovaný protokol umožňuje simultánní zpracování až 16 vzorků bez nutnosti obsluhy, což zvyšuje laboratorní propustnost a minimalizuje lidské chyby. Díky akcelerované extrakci a integrovanému odpařování se výrazně snižuje spotřeba organických rozpouštědel a doba přípravy ve srovnání se Soxhletovou či sonikační metodou. Metodu lze přímo implementovat v rámci environmentálního monitoringu, QA/QC laboratoří i průmyslových aplikací.
Další rozvoj metodiky může směřovat k:
Navržená metoda kombinuje inovativní systém EXTREVA ASE se spolehlivou GC–MS analýzou a poskytuje rychlý, šetrný a vysoce reprodukovatelný postup pro stanovení PCB v půdách. Výsledky potvrzují splnění přísných požadavků na recoveries, přesnost i nízkou kontaminaci mezery. Díky plné automatizaci a nízké spotřebě rozpouštědel metoda významně přispívá k efektivitě a udržitelnosti environmentálních analýz.
GC/MSD, Příprava vzorků, GC/SQ
ZaměřeníŽivotní prostředí
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Polychlorované bifenyly (PCB) patří mezi perzistentní organické znečišťující látky s vysokou toxicitou, které se akumulují v půdě, vodě a organizmech. Jejich odolnost vůči degradaci a schopnost biomagnifikace představují riziko pro životní prostředí i lidské zdraví, a proto je klíčové mít rychlé, spolehlivé a šetrné analytické metody pro jejich stanovení v půdních matricích.
Cíle a přehled studie
Úlohou studie bylo vyvinout a ověřit plně automatizovaný postup pro extrakci 17 PCB izomerů z půdy za použití inovativního paralelního systému EXTREVA ASE (Accelerated Solvent Extractor) a jejich následnou analýzu pomocí GC–MS (ISQ™ Single Quadrupole). Metoda je zaměřena na zkrácení doby přípravy vzorků, snížení spotřeby organických rozpouštědel a zvýšení reproducibility výsledků.
Použitá instrumentace
- EXTREVA ASE Accelerated Solvent Extractor (Thermo Scientific™)
- GC TRACE™ 1310 s kolonkou TraceGOLD™ TG-5MS (30 m×0,25 mm×0,25 µm)
- ISQ™ Single Quadrupole Mass Spectrometer (Thermo Scientific™)
- ASE™ vial 60 mL, Dissolvení a filtrační komponenty (celulózové filtry, diatomit, písek)
Použitá metodika
Pro kalibraci se připravila řada standardních roztoků PCB ve hexanu s vnitřním standardem decachlorobifenylem. Při extrakci se vzorek (2 g pro 10 mL buňku, 20 g pro 100 mL buňku) smíchal s diatomitem a vložil do extrakční buňky opatřené filtry. Extrakce proběhla při 100 °C a tlaku 200 psi za proudu hexanu, po níž následovala samotná koncentrace extraktu pomocí integrované vakuum-nitrogení evaporace na objem 1 mL. GC–MS analýza byla provedena v režimu timed-SIM s celkovou dobou cca 22 min.
Hlavní výsledky a diskuse
Metoda prokázala vysokou účinnost extrakce i koncentrace:
- Průměrné recoveries PCB izomerů se pohybovaly mezi 77,0 % a 101 % (RSD < 10 %).
- Minimální carry-over (< 0,5 %) potvrzuje účinnost těsnění a čisticích protokolů systému.
- Při snížení průtoku rozpouštědla z 1,6 na 0,35 mL/min se spotřeba rozpouštědla snížila o 50 % při zachování srovnatelných recoveries.
Testy s certifikovanou referenční půdou potvrdily shodu naměřených hodnot s udanými mezemi certifikátu.
Přínosy a praktické využití metody
Automatizovaný protokol umožňuje simultánní zpracování až 16 vzorků bez nutnosti obsluhy, což zvyšuje laboratorní propustnost a minimalizuje lidské chyby. Díky akcelerované extrakci a integrovanému odpařování se výrazně snižuje spotřeba organických rozpouštědel a doba přípravy ve srovnání se Soxhletovou či sonikační metodou. Metodu lze přímo implementovat v rámci environmentálního monitoringu, QA/QC laboratoří i průmyslových aplikací.
Budoucí trendy a možnosti využití
Další rozvoj metodiky může směřovat k:
- Adaptaci systému pro stanovení jiných perzistentních znečišťujících látek (PBT, PFAS).
- Implementaci plně vzdálené správy a online sledování procesů.
- Integraci s pokročilými datovými platformami a chemometrickými nástroji pro automatickou validaci výsledků.
Závěr
Navržená metoda kombinuje inovativní systém EXTREVA ASE se spolehlivou GC–MS analýzou a poskytuje rychlý, šetrný a vysoce reprodukovatelný postup pro stanovení PCB v půdách. Výsledky potvrzují splnění přísných požadavků na recoveries, přesnost i nízkou kontaminaci mezery. Díky plné automatizaci a nízké spotřebě rozpouštědel metoda významně přispívá k efektivitě a udržitelnosti environmentálních analýz.
Reference
- U.S. EPA Method 3540C: Pressurized Fluid Extraction of Solids, 2015.
- U.S. EPA Method 3550C: Sonication Extraction, 2015.
- U.S. EPA Method 3546: Microwave-Assisted Extraction, 2015.
- U.S. EPA Method 3545A: Accelerated Solvent Extraction, 2015.
- K. Srinivasan, R. Ullah, Method and Device to Extract Analyte from a Sample with Gas Assistance, U.S. Patent 9,440,166 B2, 2016.
- K. Srinivasan, R. Ullah, Apparatus for Parallel Accelerated Solvent Extraction, U.S. Patent 11,123,655 B2, 2021.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Method transfer to the EXTREVA ASE Accelerated Solvent Extractor
2023|Thermo Fisher Scientific|Technické články
White paper | 001751 Sample preparation Method transfer to the EXTREVA ASE Accelerated Solvent Extractor Authors Introduction Rahmat Ullah, German Gomez, Thermo The Thermo Scientific™ EXTREVA™ ASE™ Accelerated Solvent Extractor (Figure 1) is a Fisher Scientific, Sunnyvale, CA, USA system…
Klíčová slova
ase, aseextreva, extrevaextraction, extractionaccelerated, acceleratedsolvent, solventevaporation, evaporationrinse, rinsepahs, pahssystem, systemcell, cellpcbs, pcbsanalysts, analystsvolume, volumerun, runusing
Determination of organochlorine pesticides (OCPs) in soils using the EXTREVA ASE Accelerated Solvent Extractor and GC-ECD
2022|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application note | 001054 Sample preparation Determination of organochlorine pesticides (OCPs) in soils using the EXTREVA ASE Accelerated Solvent Extractor and GC-ECD Authors Goal Rahmat Ullah , Fabrizio Galbiati , To demonstrate a method for the determination of organochlorine pesticides…
Klíčová slova
extraction, extractionbhc, bhcendrin, endrinase, aselfa, lfaendosulfan, endosulfanextreva, extrevasolvent, solventchlordane, chlordaneheptachlor, heptachloraverage, averageorganochlorine, organochlorinedispersant, dispersantcis, ciscell
Determination of Polycyclic aromatic hydrocarbons in soils using the EXTREVA ASE Accelerated Solvent Extractor and GC-MS
2022|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application note | 001106 Sample preparation Determination of Polycyclic aromatic hydrocarbons in soils using the EXTREVA ASE Accelerated Solvent Extractor and GC-MS Authors Goal Changling Qiu , Anzi Wang , Rahmat To demonstrate a method for the determination of Polycyclic…
Klíčová slova
benzo, benzoflu, flufluoranthene, fluorantheneextraction, extractionase, aseanthracene, anthracenepyrene, pyreneextreva, extrevaaverage, averageyle, ylesolvent, solventevaporation, evaporationpah, pahghi, ghirecovery
Determination of persistent organic pollutants in fish tissues by EXTREVA ASE system and GC-MS/MS
2023|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Customer application note | 001959 Sample preparation Determination of persistent organic pollutants in fish tissues by EXTREVA ASE system and GC-MS/MS Authors Goal Giacomo Mosconi , Fabrizio Galbiati , To demonstrate a method for the determination of persistent organic pollutants…
Klíčová slova
ase, aseextraction, extractionais, aislfa, lfaendosulfan, endosulfanion, ionsolvent, solventddt, ddtsep, sepextreva, extrevaddd, dddheptachlor, heptachlorquantifier, quantifierfish, fishcollision