Short Chain Chlorinated Paraffins (SCCPs) analysis using negative chemical ionization (CI) and low energy EI by high-resolution GC/Q-TOF

Význam tématu

Short Chain Chlorinated Paraffins (SCCP) patří mezi perzistentní organické znečišťovadla s vysokou bioakumulací. Používají se jako zpomalovače hoření v plastech a dalších materiálech. Analytická detekce SCCP je náročná díky složitým směsím izomerů a nežádoucím interferencím v komplexních matricích. Vysoce rozlišená hmotnostní spektrometrie spojená s měkkými ionizačními technikami nabízí zvýšenou selektivitu a citlivost.

Cíle a přehled studie / článku

Studie hodnotí výkon systému Agilent 7890B GC spojeného s vysokorozlišovacím 7250 GC/Q-TOF pro analýzu SCCP. Srovnávají se režimy negativní chemické ionizace (NCI) s metanem jako reagenčním plynem a nízkoenergetická elektronová ionizace (low energy EI) při 22 eV. Cílem je optimalizovat metodiku pro spolehlivou identifikaci a kvantifikaci jednotlivých kongenerů v čistých standardech i komplexních směsích.

Použitá metodika a instrumentace

Výzkum využívá:

• GC: Agilent 7890B s kolonkou DB-5MS (30 m × 0,25 mm × 0,25 µm), helia jako nosného plynu při 1,2 mL/min.
• MS: Agilent 7250 GC/Q-TOF s možností střídání CI a nízkoenergetického EI.
• Ionizace NCI: metan jako reagenční plyn (40 %), zdroj 150°C, kvadrupól 150°C.
• Ionizace low energy EI: 22 eV, zdroj 200°C, přenosová linie 290°C.
• Spektrální rozsah: 50–650 m/z, frekvence akvizice 5 Hz.
• Software: MassHunter Quantitative a Qualitative Analysis verze 10.

Hlavní výsledky a diskuse

Negativní CI ukázala minimální fragmentaci uhlíkového řetězce. Převládajícími ionty byly [M-] a [M-Cl]-/(M-HCl)-, což usnadnilo selektivní kvantifikaci kongenerů. Low energy EI přinesla výraznější štěpení, které umožnilo lepší citlivost pro nízce chlorované izomery (např. C10Cl4). Optimalizace energie na 22 eV představila kompromis mezi fragmentací a signálovou intenzitou. Rozeznání jednotlivých izomerů bylo možné díky přesnému měření hmotností a roztříštění retenčního času kongenerů v různých směsích s obsahem chloru 51,5 %, 55 % a 63,5 %.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda poskytuje:

• Vysokou selektivitu díky minimální fragmentaci v NCI.
• Zvýšenou citlivost pro nízce chlorované kongenery v nízkoenergetickém EI.
• Spolehlivou kvantifikaci a identifikaci SCCP ve složitých průmyslových matricích.
• Rychlé spektrální akvizice pro komplexní směsi.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření aplikace HRMS na širší řadu chlorovaných parafinů (C11–C17). Integrace pokročilých technik vzorkování a přípravy umožní analýzu environmentálních a biologických vzorků. Dále se bude rozvíjet automatizace zpracování dat a softwarové nástroje pro lepší dekonvoluci izomerů.

Závěr

Systém GC/Q-TOF s negativační CI a nízkoenergetickým EI představuje robustní platformu pro analýzu SCCP. Kombinace obou ionizačních režimů poskytuje komplementární informace vedoucí ke zvýšené selektivitě, citlivosti a spolehlivosti výsledků.

Reference

Nieto S, Curtis M, Eno N, Milner C, Dumas P. Short Chain Chlorinated Paraffins analysis using negative chemical ionization and low energy EI by high-resolution GC/Q-TOF. Poster reprint ASMS 2019 MP143. Agilent Technologies 2019.