Determination of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) and Aliphatic Hydrocarbons in Oysters by GC-MS/MS

Význam tématu

Oligocyklické aromatické uhlovodíky (PAHs) a alifatické uhlovodíky jsou klíčovými indikátory ropného znečištění v mořských organismech. Monitoring těchto sloučenin v ústřicích je zásadní pro ochranu veřejného zdraví, včasné odhalení kontaminace a identifikaci zdrojů ropných úniků, jako byl ropný výbuch v Mexickém zálivu v roce 2010.

Cíle a přehled studie

Cílem metody 51980 je vyvinout robustní, citlivý a polokvantitativní postup pro stanovení 16 PAH a širokého spektra alifatických uhlovodíků v homogenizovaných vzorcích ústřic. Metoda kombinuje tekutou extrakci, čistící SPE fáze a simultánní analýzu GC-MS/MS s profilingem uhlovodíků a selektivním SRM režimem pro PAHs.

Použitá instrumentace

• GC: Thermo Scientific TRACE GC Ultra se slitinovým kapilárním sloupcem TR-50MS (30 m × 0,25 mm, film 0,25 µm).
• MS/MS: Thermo Scientific TSQ Quantum XLS³ s elektronovou ionizací (EI+) v režimu Full Scan a SRM.
• SPE vakuová sestava: Thermo Scientific 16port SPE manifold, Hypersep SI kartridže (200 mg/3 mL).
• Další vybavení: ultrazvuková lázeň, rotační výparník, evaporátor, přesné váhy, homogenizátor ULTRA-TURRAX.

Použitá metodika

• Homogenizace ~250 g ústřic, odvážení 2 g do skleněné zkumavky.
• Fortifikace stabilně značenými interními standardy (Anthracene-D10, Benzo[a]pyrene-D12, Chrysene-D12).
• Tekutá extrakce 5 mL hexanu v ultrazvukové lázni (4×), následuje centrifugace a sběr organické fáze.
• SPE čistící krok: kondicionace hexanem, aplikace extraktu, eluace 5 mL hexanu, koncentrovaní pod proudem N₂ na suchý zbytek.
• Rekonstrukce do 200 µL cyklohexanu/injekčního standardu.
• GC-MS/MS analýza: Full Scan m/z 45–650 pro profiling alifatických uhlovodíků (iont m/z 57) a SRM segmenty pro 16 PAHs (kvantifikace dvojic kvantifikátor-kvalifikátor).
• Kalibrace: interní standardizace, ukazatele Rf a kvantifikace pomocí poměru ploch sloučenina/IS.

Hlavní výsledky a diskuse

• Recoveries alifatických uhlovodíků C16–C34 v rozmezí 52–108 %; nižší pentadecanu ztráty během koncentrační fáze.
• Recoveries vyšších PAHs (B(a)A, B(a)P, B(g,h,i)P, I(1,2,3-c,d)P) 65–126 % s polokvantitativní přesností.
• Specifičnost alifatických uhlovodíků potvrzena full scan spektrem a porovnáním retenčních časů standardů; PAHs potvrzeny SRM přechody a iontovými poměry.
• Mezní detekční limity: alifatické uhlovodíky 20–100 ng/g, vyšší PAHs 1–7 ng/g (on-column).
• Profilování uhlovodíků umožňuje porovnání s referenčním profilem ropného vzorku z Mexického zálivu a určování poměru pristanu/C17 či phytanu/C18 jako forenzního identifikátoru.

Přínosy a praktické využití metody

Polokvantitativní screening představuje rychlý a citlivý nástroj pro sledování ropných kontaminantů v mořských plodech. Metoda se uplatní v potravinářské analýze, environmentálním monitoringu a forenzní identifikaci původu ropných úniků.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Automatizace extrakce a čištění pro zvýšení reproducibility a průchodnosti analýz.
• Využití vysokorozlišovacího MS (HR-MS) pro lepší selektivitu a detekci stopových znečišťujících látek.
• Rozšíření metody o další kontaminanty (chlorované uhlovodíky, pesticidy) a multireziduální screening.
• Integrace chemometrických nástrojů pro detailní oznamování profilu znečištění a sledování časových trendů.

Závěr

Metoda 51980 poskytuje komplexní přístup ke stanovení alifatických uhlovodíků a PAHs v ústřicích s dostatečnou citlivostí i specifičností pro potravinářské a forenzní účely. Kombinace tekuté extrakce, SPE čištění a GC-MS/MS analýzy umožňuje rychlou detekci a profilování kontaminantů ropného původu.

Reference

• K. Mittendorf, L. Hollosi, E. Ates, K. Bousova, E. Phillips, H.-J. Huebschmann, J. Chang: Method 51980 “Determination of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) and Aliphatic Hydrocarbons in Oysters by GC-MS/MS”, Thermo Fisher Scientific Food Safety Response Center, 2016.
• NIST SRM 1582 Petroleum Crude Oil; NIST SRM 1494 Aliphatic Hydrocarbons in 2,2,4-Trimethylpentane.