Analysis of Brominated Flame Retardants by GCxGC-TOFMS

Význam tématu

Polybromované zpomalovače hoření představují perzistentní organické kontaminanty s potenciálně toxickými účinky na člověka a životní prostředí. Jejich široké používání v elektronice, nábytku a stavebních materiálech vyžaduje vysoce citlivé a selektivní analytické metody pro detekci nízkých koncentrací v komplexních vzorcích.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem předložené práce je demonstrovat schopnost kombinace dvourozměrné plynové chromatografie (GCxGC) a časově-ofl-pe-t---ého hmotového spektrometru (TOFMS) při analýze 46 kongenerů bromovaných zpomalovačů hoření ve vzorku motorové benzinu. Studie hodnotí chromatografické rozlišení, citlivost a identifikaci cílových látek ve velmi složité matrici.

Použitá metodika a instrumentace

• Instrumentace: LECO Pegasus 4D spojený s plynovým chromatografem Agilent 6890 GC a LN₂ modulačním zařízením
• Kolony: primární Rxi-5ms (30 m×0,25 mm×0,25 µm), sekundární RTX-200 (1,5 m×0,18 mm×0,2 µm)
• Teplotní program: 120 °C (2 min)→12 °C/min→295 °C (60 min); sekundární kolona +30 °C ofset
• Injekce: 1 µl, split 10:1 při 220 °C; nosič He konstantně 3,0 ml/min
• TOFMS parametry: 45–1000 m/z, rychlost akvizice 100 spekter/s, zdroj 250 °C
• Software: ChromaTOF s uživatelsky vytvořenou knihovnou BFR

Hlavní výsledky a diskuse

• Ve vzorku benzinu bylo detekováno přes 700 píků s poměrem signál–šum ≥100, včetně všech 46 sledovaných kongenerů.
• Dvourozměrný chromatogram s klasifikačními oblastmi usnadnil rozlišení 14 různých typů polybromovaných etherů.
• V 3D zobrazení byly jednoznačně odděleny šesti izomery hexabromodifenyletheru.
• Porovnání limitů kvantifikace ukázalo významné zlepšení u GCxGC-TOFMS ve srovnání s jednorozměrnou metodou, např. monobromodifenylether 0,7→0,04 ppb, decabromodifenylether 684,4→13 ppb.

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazně vyšší chromatografické rozlišení a citlivost umožňuje analýzu stopových látek v komplikovaných vzorcích.
• Metoda umožňuje současné stanovení cílových BFR i charakterizaci nových či neočekávaných kontaminantů.
• Principiální přínos pro environmentální monitoring, toxikologii a regulační vyšetřování.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další vývoj modulačních zařízení a detektorů pro zvýšení rozlišení m/z.
• Integrace pokročilých klasifikačních algoritmů a strojového učení pro automatizovanou identifikaci neznámých látek.
• Aplikace GCxGC-TOFMS na další skupiny perzistentních organických polutantů.

Závěr

GCxGC-TOFMS představuje silný analytický nástroj pro rozbor bromovaných zpomalovačů hoření v komplexních matricích. Kombinace vysokého rozlišení a citlivosti umožňuje spolehlivou detekci, identifikaci a kvantifikaci jak cílových, tak neznámých BFR.

Reference

1. LECO Corporation. Analysis of Brominated Flame Retardants by GCxGC-TOFMS. Form No. 203-821-351, 2008.