Accurate Mass Library for PFAS Analysis in Environmental Samples Using High Resolution GC/Q-TOF

Význam tématu

Per- a polyfluoroalkylové látky (PFAS) jsou vysoce perzistentní kontaminanty s významnou toxicitou a schopností bioakumulace. Mnohé PFAS se mohou v prostředí vyskytovat v těkavé či polo­těkavé formě, což klade zvýšené nároky na analytické postupy. Vzhledem k rozmanitosti a složitosti matic environmentálních vzorků je klíčové disponovat citlivými a selektivními metodami pro detekci PFAS.

Cíle a přehled studie / článku

Studie usilovala o vytvoření a validaci přesné hmotnostní (accurate mass) knihovny EI spekter pro široké spektrum PFAS vhodných pro vysoce rezolucní GC/Q-TOF. Dále byla demonstrována aplikace této knihovny pro analýzu půdních a pitných vodních vzorků s cílem identifikovat PFAS i další vznikající a průmyslové kontaminanty.

Použitá instrumentace

• Gasová chromatografie: Agilent 8890 GC s MMI injektorem (4 mm UI liner)
• Kolony: DB-5MS UI (30 m × 0,25 mm × 0,25 μm) a DB-624 UI (30 m × 0,25 mm × 1,4 μm)
• Spektrometrie: Agilent 7250 Q-TOF, zdroj EI 70 eV, teploty: transfer 250 °C, zdroj 200 °C, quadrupol 150 °C
• Datové zpracování: MassHunter Qualitative Analysis 10.0, Unknowns Analysis 11.1 (SureMass), Personal Compound Database and Library 8.0, Mass Profiler Professional 15.1
• Vzorkování a příprava: SPE multitrap (HLB, WAX, WCS, ENV), extrakce DCM/MTBE/EtAc-MeOH

Hlavní výsledky a diskuse

• Shromážděno a manuálně ověřeno přesné EI spektrum pro více než 100 PFAS zahrnujících PFAI, FTI, FTOH, FTO, FTAC, FTMAC, PFCAs.
• Knihovna umožňuje přesné přiřazení fragmentů na základě teoretické hodnoty m/z a izotopových poměrů.
• PFAS byly detekovány v půdních extraktech i v pitné vodě ze dvou různých zdrojů (povrchová a smíšená voda).
• Dekonvoluce chromatogramu pomocí algoritmu SureMass a porovnání s PCDL potvrdily identifikaci.
• Analýza pitných vod pomocí Pesticide PCDL a NIST 20 odhalila přes stovku dalších kontaminantů (dezinfekční vedlejší produkty, průmyslové chemikálie, pesticidy, látky z péče o tělo).
• Statistické vyhodnocení v MPP prokázalo významné rozdíly mezi zdroji vody (volcano plot).

Přínosy a praktické využití metody

Metoda poskytuje vysokou selektivitu a citlivost pro detekci širokého spektra PFAS v komplexních matricích. Rozšířená databáze EI spekter umožňuje rychlou screeningovou identifikaci a diferencovanou analýzu environmentálních a vodních vzorků. Přístrojová i softwarová integrace usnadňuje rutinní monitoring znečištění.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další rozšiřování a aktualizace knihovny o nově identifikované PFAS.
• Integrace s GC×GC a dalšími vysokorozlišovacími technikami pro lepší separaci složitých vzorků.
• Automatizace datového workflow a využití strojového učení pro rychlejší a přesnější identifikaci.
• Rozšíření aplikace na sledování PFAS v potravinách, biotě a dalších environmentálních matricích.

Závěr

Byla úspěšně vytvořena a validována přesná hmotnostní knihovna pro GC/Q-TOF EI spektra více než 100 PFAS. Metoda prokázala schopnost detekce PFAS i dalších kontaminantů v půdních a vodních vzorcích s vysokou spolehlivostí. Rozšíření databáze a integrace pokročilých analytických přístupů otevírá nové možnosti pro environmentální monitoring a ochranu zdraví.

Reference

• Nieto S., Giardina M., Curtis M., Wong L., Black G., Young T., Yang C. Accurate Mass Library for PFAS Analysis in Environmental Samples Using High Resolution GC/Q-TOF. ASMS 2023, Poster TP 242.
• Agilent Technologies. MassHunter Qualitative Analysis, Unknowns Analysis a PCDL Manager.
• NIST 20 Mass Spectral Library.