Determination of Phthalate Compounds in Plastic Toys Using the Varian 225-MS Ion Trap Mass Spectrometer

Význam tématu

Ftalátové estery v měkčeném PVC představují významné riziko pro zdraví, zejména u malých dětí, které produkty často vkládají do úst. Regulace EU a USA stanovily přísné limity obsahu šesti nejčastějších ftalátů (DBP, BBP, DEHP, DNOP, DINP, DIDP) na úrovni 0,1 % hmotnostních, což si vyžádalo spolehlivé analytické metody pro jejich kvantifikaci v hračkách a dětských výrobcích.

Cíle studie a přehled

Cílem bylo vyvinout a ověřit kvantitativní metodu pro stanovení šesti regulovaných ftalátů pomocí GC/MS na iontovém pasti Varian 225-MS. Studie porovnává klasickou elektronovou ionizaci (EI) s měkčí nízkotlakou chemickou ionizací (CI) a demonstruje výhody přímé analýzy plastu bez předúprav pomocí zařízení ChromatoProbe a MS/MS verifikace.

Použitá metodika

Vzorky hračkového PVC extrahované dichlormethanem v Soxhletově extraktoru (16 h, 60 °C) byly kalibrovány v rozsahu 0,25–10 µg/mL s interním standardem benzylbenzoátem. Analytické podmínky na GC:

• Kolona VF-5ms, 30 m × 0,25 mm × 0,25 µm
• Plynný nosič helium, 1 mL/min
• Vstupní teplota 280 °C, splitless pulz 35 psi (0,6 min)
• Program pece: 50 °C (2 min) → 280 °C (30 °C/min) → 310 °C (15 °C/min, 3,33 min)

MS režimy:

• EI full scan, základní ion m/z 149 (mimo DMP: m/z 163)
• CI (MTBE jako reagent) s MS/MS pro selektivní sledování protonovaných molekul

Použitá instrumentace

• Varian 225-MS Ion Trap Mass Spectrometer
• Varian 431-GC Gas Chromatograph
• Varian CP-8400 AutoSampler
• Varian ChromatoProbe™ pro přímou analýzu plastu
• Varian 1079 PTV (programovatelný teplotní vaporizační injektor)

Hlavní výsledky a diskuse

Křivky kalibrace pro všechny ftaláty vykázaly vynikající linearitu (R² > 0,998) a reprodukovatelnost (RSD nízké i u DINP a DIDP). Částečné překryvy DnOP, DINP a DIDP byly řešeny výběrem nízkoabundantních kvantifikačních iontů (m/z 279, 293, 307). Ve vzorcích plastových hraček se prokázal přítomnost DINP a interferujícího 1,2-cyklohexandikarboxylátu diisononylu, odlišeného charakteristickou masovou spektrometrií. Nízkotlaká CI se zvýšenou intenzitou protonovaných iontů významně zjednodušila analýzu komplexních chromatogramů a ve spojení s MS/MS umožnila přímé naložení plastu bez extrakce.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda kombinuje vysokou citlivost a selektivitu GC/MS s jednoduchou přípravou vzorku. Přímá analýza pomocí ChromatoProbe šetří čas i spotřebu rozpouštědel. Výsledky splňují specifikace CPSC i evropské legislativy, vhodné pro rutinní kontrolu bezpečnosti hraček a dětských produktů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se širší nasazení ambientních ionizačních technik pro rychlé screeningy, integrace automatizovaných přípravných systémů a rozšíření metody na další plastické matrice či environmentální vzorky. Dále bude růst role MS/MS nástrojů pro stresové testování a monitoring s nízkými detekčními limity.

Závěr

Vyvinutá metoda pro kvantitativní stanovení ftalátů v PVC hračkách pomocí Varian 225-MS a Varian GC splňuje regulační požadavky EU i USA. Kombinace EI a nízkotlaké CI se MS/MS verifikací poskytuje vysokou spolehlivost, minimální přípravu a možnost přímé analýzy plastů.

Reference

1. Official Journal of the European Communities Decision 1999/815/EC. Evropská komise, 1999.
2. U.S. Congress, Consumer Product Safety Improvement Act (CPSIA), 2008.
3. U.S. Consumer Product Safety Commission (CPSC), Test Method for Phthalates in Toys and Childcare Articles.
4. JRC European Commission, Food Contact Materials Database (FCM), CRL-FCM.