Non-targeted analysis of PFAS using two-dimensional gas chromatography (GC×GC)

Význam tématu

PFAS jsou perzistentní organické kontaminanty s vysokou biologickou perzistencí a potenciální toxicitou. Využití fluoropolymerů jako pojiv v plastikových spojitých výbušninách (PBX) vede k možnému uvolňování široké škály PFAS, včetně neznámých derivátů. Netargetovaná analýza umožňuje odhalit „unknown unknowns“ a doplňuje cílené metody.

Cíle a přehled studie / článku

Studie si klade za cíl vyvinout netargetované analytické metody pro identifikaci PFAS ve fluoropolymerových matricích a PBX, vyhodnotit fingerprinting PFAS pro rozlišení druhů a šarží fluoropolymerů a následně aplikovat tyto přístupy na environmentální vzorky.

Použitá metodika a instrumentace

Proces výroby PBX zahrnuje mokrý suspenzní proces s pryskyřicí v organických rozpouštědlech a následné sušení prillů. Pro extrakci PFAS z fluoropolymerů byly testovány různé poměry organických rozpouštědel (THF, etylacetát, aceton, methanol) a vody. Instrumentace:

• UHPLC-QQQ a UHPLC-QTOF pro cílenou analýzu EPA regulovaných PFAS
• GC-TOFMS s technikou termické desorpce a kryotrapem pro netargetovaný screening
• Dvourozměrná chromatografie GC×GC-TOFMS pro zvýšenou separaci
• GC×GC-HRMS pro vysokou hmotnostní selektivitu a využití Kendrickovy hmotnostní anomálie

Hlavní výsledky a diskuse

Silná organická rozpouštědla (THF, EA) byla klíčová pro úplné uvolnění PFAS z fluoropolymerové matrice. Termická desorpce s kryotrapem významně zlepšila citlivost GC-MS analýz. První netargetovaná analýza čistých fluoropolymerů Kel-F 800 odhalila desítky izomerů a mnoho neznámých PFAS signálů. GC×GC-HRMS detekovala charakteristické fragmenty (m/z 68,9947 a 130,9915) a identifikovala více než 3000 signálů. Kendrickova analýza usnadnila objevení PFAS-like struktur bez nutnosti knihovní shody.

Přínosy a praktické využití metody

Metodika rozšiřuje schopnost detekovat neznámé PFAS v průmyslových i environmentálních vzorcích, umožňuje diskriminovat různé druhy fluoropolymerů na základě fingerprintu a podporuje monitorování emisí a hodnocení rizik spojených s PBX.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Optimalizace separace GC×GC-HRMS pro složité fluoropolymerové směsi
• Modifikace Kendrickových algoritmů pro netargetované analýzy
• Využití AI/ML pro automatizovaný fingerprinting a klasifikaci šarží
• Aplikace metodiky na vzorky emisí a degradace PFAS v životním prostředí

Závěr

GC×GC-HRMS společně s termickou desorpcí a Kendrickovou hmotnostní analýzou představuje efektivní přístup k netargetované detekci a charakterizaci PFAS ve fluoropolymerových matricích a PBX. Metoda otevírá nové možnosti pro odhalování dosud neznámých kontaminantů a jejich environmentální sledování.

Reference

V textu nebyl uveden explicitní seznam literatury.