Shimadzu Journal Vol 11 (Issue 1)

Význam tématu
Analýza per- a polyfluoroalkylových látek (PFAS) patří mezi klíčové výzvy současné environmentální chemie. Díky vysoké perzistenci v životním prostředí a potenciální toxicitě vyžadují PFAS citlivé a spolehlivé analytické metody. Detekce stopových hladin PFAS v pitné vodě či odtoku z průmyslových areálů je nezbytná k ochraně lidského zdraví a ekosystémů.

Cíle a přehled článků
Články se zabývají pokročilými metodami LC-MS/MS a LC-QTOF pro cílenou i necílenou (untargeted) analýzu PFAS v různých matricích: pitné vodě, odtoku, půdách. Cílem je demonstrovat citlivost, robustnost a praktičnost on-line SPE LC-MS/MS, HRAM-DIA screening a metody splňující EPA normy (Draft Methods 1633, 537.1, 533).

Použitá metodika a instrumentace
On-line SPE–LC-MS/MS:

• LCMS-8060NX + Nexera X3 UHPLC
• EVOLUTE® on-line SPE kazeta, delay column pro odstranění pozadí
• Metoda pro 44 PFAS, rozsah 0,5 – 100 ng/L, MRM analýza

HRAM-DIA (untargeted screening):

• LCMS-9030 Q-TOF, DIA dekonvoluce, LabSolutions Insight Explore
• Mass defect filtr pro PFAS (F-rich, C/O/H/S prvky), dvě PFAS knihovny
• Verifikace na 14 standardech; aplikace na reálný vzorek s nálezem 16 PFAS-like látek

LC-MS/MS Triple Quad (LCMS-8050) dle EPA 1633:

• On-line SPE příprava vzorku (5010-27235 kolony), LCMS-8050
• MRM kvantifikace 40 PFAS + 30 IS, CSx kalibrace 0,2–250 ng/mL
• IDL 0,01–0,05 ng/mL, preciznost RSD<20 %, recoveries 50–150 %

LC-MS/MS Triple Quad (LCMS-8050RX) pro PFOA, PFHxS, PFOS:

• SPE koncentrace 1000×, LCMS-8050RX CoreSpray, MRM
• LOQ 0,2 ng/L, přesnost 82–103 %, RSD<4 %

Hlavní výsledky a diskuse
On-line SPE LCMS-8060NX metodu prekoncentrovanou 1000× lze validně kvantifikovat 44 PFAS v pitné vodě s R²>0,99, RSD<20 % a IDL kolem 0,5 ng/L. HRAM-DIA na LCMS-9030 umožňuje necílenou detekci PFAS pomocí masového defektu a library search – verifikováno na 14 standardech a aplikováno na neznámý vzorek. Metoda LCMS-8050 dle EPA 1633 splňuje požadavky na LOQ (0,2 ng/mL vzorku), linearitu, IDL i recoveries. LCMS-8050RX dosahuje LOQ 0,2 ng/L s vynikající robustností a opakovatelností.

Přínosy a praktické využití metody
On-line SPE LC-MS/MS eliminuje offline extrakce, zkracuje dobu přípravy a snižuje riziko kontaminací. HRAM-DIA poskytuje nástroj pro screening neznámých PFAS a budování vlastní PFAS databáze. Metody certifikované dle EPA 1633 urychlí zavedení kvantifikace PFAS v rutinních laboratořích. Využití automatizace (AquaTrace SPE, MAP-100 pro mikroplasty) a nízkoenergetické režimy (ECO Idling) šetří čas i životní prostředí.

Budoucí trendy a možnosti využití
Prohlubující se regulace PFAS (např. EU Drinking Water Directive) a snaha o co nejnižší LOD/LOQ; rozvoj ion mobility pro lepší separaci izomerů; integrace AI pro necílenou identifikaci; multiparametrické senzory pro in-situ monitoring; vývoj nedestruktivních on-line přípravných systémů (microextraction, lab-on-chip). Využití datových platforem pro sdílení PFAS spekter a trendů.

Závěr
Pokročilé metody LC-MS/MS a LC-QTOF ukazují, že je možné dosáhnout nízkých detekčních limitů a vysoké spolehlivosti při analýze PFAS. On-line SPE a CoreSpray, spolu s automatizací přípravy, výrazně zefektivňují rutinní provoz. HRAM-DIA rozšiřuje možnosti screeningových studií. Metody EPA 1633 umožňují harmonizovaný přístup ke kvantifikaci PFAS a splnění regulatorních požadavků.

Reference
1. Shimadzu Application News; Determination of various PFAS in drinking water using on-line SPE coupled to LCMS-8060NX, 2024
2. Zhan et al., Shimadzu Application News; Untargeted Screening of PFAS by HRAM-DIA on LCMS-9030, 2024
3. Marfil-Vega et al., Shimadzu Application News; Analysis PFAS by LCMS-8050 per draft EPA1633, 2024
4. Higashi & Iwasa; Accurate Analysis of PFOA, PFHxS, PFOS using LCMS-8050RX, 2024
5. EPA Draft Method 1633, 2022
6. ASTM D8421, D8535