Environmental Contaminant Analysis

Význam tématu

Ochrana životního prostředí vyžaduje spolehlivou identifikaci a kvantifikaci kontaminantů v různých matricích (voda, půda, ovzduší, biota).
Regulační rámce se neustále vyvíjejí vlivem nových environmentálních hrozeb (PFAS, mikroplasty, DBP a další).
Laboratoře tak potřebují technologie, jež kombinují vysokou citlivost, robustnost a flexibilní automatizaci.

Cíle a přehled studie / článku

Studie představuje komplexní nabídku řešení od příjmu vzorku až po interpretaci dat pro široké spektrum kontaminantů.
Cílem je ukázat, jak integrované pracovní postupy chromatografie, hmotové spektrometrie a inteligentního softwaru zvyšují produktivitu a spolehlivost výsledků.
Dokument se zaměřuje na víceúrovňové přístupy pro VOC/SVOC, inorganické látky, kovové speciační analýzy i emergentní kontaminanty jako PFAS či mikroplasty.

Použitá metodika a instrumentace

Metodiky:

• Gaschromatografie hmotnostní spektrometrie (GC-MS, Orbitrap, Triple Quadrupole)
• Kapalinová chromatografie hmotnostní spektrometrie (LC-MS/MS, LC-HRAM)
• Iontová chromatografie s MS detekcí (IC-MS/MS)
• ICP-MS a ICP-OES pro stopové prvky a speciační analýzy
• Pyrolytická GC-Orbitrap pro mikroplastové částice
• FTIR a Ramanova spektroskopie pro charakterizaci částic
• Automatizované extrakční a přípravné systémy (SPE, QuEChERS, auto-discrete analyzátory)

Software:

• Chromeleon CDS pro řízení přístrojů a zpracování dat
• TraceFinder a Compound Discoverer pro targeted a non-targeted screening
• AcquireX pro inteligentní získávání MS2 spekter
• mzCloud/mzVault knihovny pro fragmentační porovnání
• AppsLab Library eWorkflows pro rychlé nasazení metod
• SampleManager LIMS a Almanac pro cloudové sdílení a monitoring

Hlavní výsledky a diskuse

Implementace modulárních GC-MS/LC-MS systémů umožnila běžet stovky až tisíce vzorků bez přerušení údržby.
Orbitrap HRAM technologie navýšila propustnost až 4× oproti konvenční kvadrupólové MS.
Vyšší robustnost instrumentů snížila výpadky a náklady na servis.
Automatické ředění vzorků a inteligentní tuning zrychlily čas od příjmu k výsledku.
Cloudové platformy a vzdálený monitoring zefektivnily správu laboratoře a kolaboraci napříč projekty.

Přínosy a praktické využití metody

Laboratoře dosahují vyššího výkonu a reproducibility výsledků.
Rozšíření analytického menu o emergentní kontaminanty bez významných investic navíc.
Zavedení multi-residuálních metod snižuje dobu analýzy a spotřebu rozpouštědel.
Integrované reportovací workflow usnadňuje plnění různých norem (EPA, ISO, místní regulace).
Centralizované knihovny a šablony zrychlují školení personálu a rotaci operátorů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj umělé inteligence pro non-targeted screening a prediktivní údržbu.
Rozšíření cloudových řešení pro globální kolaboraci a sdílení dat.
Využití vysokorychlostních MS technologií pro okamžité on-site analýzy (přenosné GC-MS, ICP-MS).
Integrace IoT senzorů a on-line monitoringu kontaminantů v reálném čase.
Vývoj metod pro komplexní kombinaci biologických a chemických ukazatelů stavu prostředí.

Závěr

Proaktivní přístup ke kyber-fyzikálním analytickým řešením dokáže splnit současné i budoucí požadavky environmentálních měření. Integrované pracovní postupy zvyšují efektivitu, snižují náklady a zaručují vysokou kvalitu výsledků.

Reference

Thermo Fisher Scientific. Protecting Tomorrow: Environmental Contaminant Analysis. Whitepaper 2021.