Quantitation of volatile PFAS in environmental samples using SPME Arrow and Orbitrap Exploris GC
Aplikace | 2025 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Volatilní perfluoroalkylové látky (volatilní PFAS) představují významný enviromentální problém kvůli své perzistenci, biologické akumulaci a potenciálnímu negativnímu dopadu na zdraví. Proto je nutné vyvinout citelné a spolehlivé analytické metody, které umožní přesné stanovení těchto sloučenin i při extrémně nízkých koncentracích v komplexních vzorcích, jako jsou povrchové vody, odpadní vody nebo vzduch.
Cílem studie bylo prokázat robustní a kvantitativní analytický postup pro simultánní stanovení volatilních PFAS, zejména fluorotelomeralkoholů (FTOH), fluorotelomerových akrylátů, methakrylátů a sulfonamidů, v různých environmentálních matricích. Metoda využívá online extrakce pomocí HS-SPME Arrow a vysokorozlišenou (HRAM) spektrometrii Orbitrap Exploris GC.
Metoda prokázala vynikající citlivost s limity detekce 0,1–1,4 ng/L a kvantifikace 0,35–4,5 ng/L, což splňuje požadavky na detekci nízkých ng/L hladin. Kalibrační křivky šestnácti cílových sloučenin vykazovaly linearitu R2 > 0,99. Recovery testy se pohybovaly mezi 65 % a 115 % s opakovatelností pod 10 % RSD u většiny látek. Aplikace na 16 reálných vzorků (odpadní vody, syrový odpad, podzemní voda) ukázala přítomnost FTOH a FOSE ve všech vzorcích, včetně extrémně vysoké koncentrace 6:2 FTOH (1050 ng/L) v syrovém odpadu. Screening HRAM knihovnou navíc odhalil další kontaminanty, např. dichlorbenzen.
Rozvoj HRAM GC-MS metod společně s pokročilými SPME sorpčními fázemi slibuje širší screening stovek PFAS. Integrace strojového učení do zpracování full scan dat umožní rychlou identifikaci nových kontaminantů a real-time monitoring environmentálních vzorků. Očekává se také rozšířené využití pro kontinuální sledování vzduchu a vodních toků.
Kombinace HS-SPME Arrow a Orbitrap Exploris GC-MS poskytuje jednoduchý, citlivý a kvantitativní přístup ke stanovení volatilních PFAS v různorodých environmentálních vzorcích. Navržená metoda splňuje přísné limity detekce, zachovává vysokou selektivitu a umožňuje flexibilní rozšíření analýzy na další škálu látek.
GC/HRMS, GC/MSD, GC/MS/MS, GC/Orbitrap
ZaměřeníŽivotní prostředí
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Volatilní perfluoroalkylové látky (volatilní PFAS) představují významný enviromentální problém kvůli své perzistenci, biologické akumulaci a potenciálnímu negativnímu dopadu na zdraví. Proto je nutné vyvinout citelné a spolehlivé analytické metody, které umožní přesné stanovení těchto sloučenin i při extrémně nízkých koncentracích v komplexních vzorcích, jako jsou povrchové vody, odpadní vody nebo vzduch.
Cíle a přehled studie
Cílem studie bylo prokázat robustní a kvantitativní analytický postup pro simultánní stanovení volatilních PFAS, zejména fluorotelomeralkoholů (FTOH), fluorotelomerových akrylátů, methakrylátů a sulfonamidů, v různých environmentálních matricích. Metoda využívá online extrakce pomocí HS-SPME Arrow a vysokorozlišenou (HRAM) spektrometrii Orbitrap Exploris GC.
Použitá metodika a instrumentace
- Vzorky (10 mL) byly připraveny do 20 mL vialů s přidáním interních standardů a methanolu.
- Automatizovaná extrakce proběhla na přístroji Thermo Scientific TriPlus RSH SMART s SPME Arrow (1,1 mm PDMS 100 µm): inkubace 70 °C/5 min, extrakce 8 min při míchání 1200 rpm a desorpce v injektoru.
- Chromatografické rozdělení zajišťovala TRACE 1610 GC s kolónou TG-5SilMS (30 m × 0,25 mm × 0,25 µm) a programem teploty od 40 °C do 280 °C.
- Detekce probíhala na Orbitrap Exploris GC (EI) v režimu full scan (50–750 m/z) s rozlišením 30 000 (při m/z 200) a interní kalibrací lock masses.
- Software pro sběr dat a kvantifikaci: Chromeleon 7.3.2; pro screening neznámých látek Compound Discoverer s HRAM Contaminants Library.
Hlavní výsledky a diskuse
Metoda prokázala vynikající citlivost s limity detekce 0,1–1,4 ng/L a kvantifikace 0,35–4,5 ng/L, což splňuje požadavky na detekci nízkých ng/L hladin. Kalibrační křivky šestnácti cílových sloučenin vykazovaly linearitu R2 > 0,99. Recovery testy se pohybovaly mezi 65 % a 115 % s opakovatelností pod 10 % RSD u většiny látek. Aplikace na 16 reálných vzorků (odpadní vody, syrový odpad, podzemní voda) ukázala přítomnost FTOH a FOSE ve všech vzorcích, včetně extrémně vysoké koncentrace 6:2 FTOH (1050 ng/L) v syrovém odpadu. Screening HRAM knihovnou navíc odhalil další kontaminanty, např. dichlorbenzen.
Přínosy a praktické využití metody
- Minimalizace manuálních kroků a rizika kontaminace díky automatizované HS-SPME Arrow extrakci.
- Vysoká citlivost a selektivita HRAM spektrometrie pro nízké koncentrace PFAS v komplexních matricích.
- Možnost retrospektivní analýzy dat a rozšíření scope o další analyty bez nutnosti nové analýzy vzorků.
Budoucí trendy a možnosti využití
Rozvoj HRAM GC-MS metod společně s pokročilými SPME sorpčními fázemi slibuje širší screening stovek PFAS. Integrace strojového učení do zpracování full scan dat umožní rychlou identifikaci nových kontaminantů a real-time monitoring environmentálních vzorků. Očekává se také rozšířené využití pro kontinuální sledování vzduchu a vodních toků.
Závěr
Kombinace HS-SPME Arrow a Orbitrap Exploris GC-MS poskytuje jednoduchý, citlivý a kvantitativní přístup ke stanovení volatilních PFAS v různorodých environmentálních vzorcích. Navržená metoda splňuje přísné limity detekce, zachovává vysokou selektivitu a umožňuje flexibilní rozšíření analýzy na další škálu látek.
Reference
- Ayala-Cabrera J.F., Contreras L., Moyano E., Santos F.J. Anal. Chim. Acta. 2020; DOI:10.1016/j.aca.2019.12.004.
- Favreau P., Poncioni-Rothlisberger C., Place B.J., Bouchex-Bellomie H., Weber A., Tremp J., Field J.A., Köhler M. Chemosphere. 2017;171:491–501.
- Bach C., Boiteux V., Hémard J., Colin A., Rosin C., Munoz J.F., Dauchy X. J. Chromatogr. A. 2016;1448:98–106.
- Dauchy X., Bioteux V., Back C., Colin A., Hémard J., Rosin C., Munoz J.F. Sci. Total Environ. 2017;576:549–558.
- Dimzon I.K., Westerveld J., Gremmel C., Fromel T., Knepper T.P., de Voogt P. Anal. Bioanal. Chem. 2017;409:1395–1404.
- Ma H., Peng H., Chen H., Shang W., Zheng X., Yang M., Zhang Y. Chemosphere. 2022;299:134442.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Analysis of Volatile PFAS in Water Using Head-Space Solid Phase Microextraction- Gas Chromatography/Mass Spectrometry (HS-SPME GC/MS)
2024|Shimadzu|Aplikace
Application News GCMS-QP2020 NX Gas Chromatograph Mass Spectrometer / AOC™-6000 Plus Analysis of Volatile PFAS in Water Using Head-Space Solid Phase MicroextractionGas Chromatography/Mass Spectrometry (HS-SPME GC/MS) User Benefits ◆ ◆ ◆ HS-SPME GC/MS can analyze selected PFAS in water samples…
Klíčová slova
pfas, pfasspme, spmepfhxi, pfhxipfoi, pfoimillipore, milliporepfis, pfismefosa, mefosaetfosa, etfosasigma, sigmahimadzu, himadzuiodides, iodidessim, simftohs, ftohscompounds, compoundscapability
PFAS in Bottled Water: A Simple Approach Using HS-SPME GC/MS/MS for Volatile Contaminant Analysis
2025|Shimadzu|Postery
TP 312 PFAS in Bottled Water: A Simple Approach Using HS-SPME GC/MS/MS for Volatile Contaminant Analysis Andy L. Sandy; Evelyn Wang; Ruth Marfil-Vega; Dominika Gruszecka Shimadzu Scientific Instruments, Columbia, MD 1. Introduction Concerns about per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) contamination…
Klíčová slova
pfas, pfaspfhxi, pfhxipfoi, pfoibottled, bottledmefosa, mefosaetfosa, etfosaspme, spmetargeted, targetedwater, waterlcs, lcstemperature, temperatureinternal, internalmode, modecompounds, compoundsmin
Analysis of PFAS in water using Head-Space Solid Phase Microextraction-Gas Chromatography/Mass Spectrometry (HS-SPME GCMS)
2024|Shimadzu|Postery
TP 093 Analysis of PFAS in water using Head-Space Solid Phase Microextraction-Gas Chromatography/Mass Spectrometry (HS-SPME GCMS) Andy L. Sandy Ph.D.; Evelyn Wang Ph.D.; Ruth Marfil-Vega Ph.D.; Yoshiyuki Okamura Shimadzu Scientific Instruments, Columbia, MD 3. Results 1. Introduction 2. Methods A…
Klíčová slova
pfas, pfaspfhxi, pfhxipfoi, pfoispme, spmemefosa, mefosaetfosa, etfosamicroextraction, microextractionsalinity, salinityhead, headspace, spacetemperature, temperaturemin, mingcms, gcmssolid, solidmode
Advancing PFAS Detection in Drinking Water: GC-MS as a Complementary Technique to LC-MS for Closing PFAS Mass Balance
2025|Shimadzu|Postery
Advancing PFAS Detection in Drinking Water: GC-MS as a Complementary Technique to LC-MS for Closing PFAS Mass Balance WP 133 Andy Sandy; Ruth Marfil-Vega; Evelyn Wang; Alan Owens Shimadzu Scientific Instruments, Columbia, MD 3. Results 1. Introduction Analysis of per-…
Klíčová slova
pfhxi, pfhxipfoi, pfoipfas, pfasmefosa, mefosaetfosa, etfosalcs, lcsspme, spmeprivate, privatetemperature, temperatureinternal, internalcompounds, compoundsmean, meanmode, modetargeted, targetedmin