Fully Automated Workflow for Volatile PFAS Analysis in Food Contact Materials Using GC-Triple Quadrupole MS

Význam tématu

Per- a polyfluoroalkylové látky (PFAS) jsou díky své stabilitě a hydrofobním vlastnostem široce využívány v materiálech přicházejících do styku s potravinami (FCM). Jejich pomalé rozkládání v prostředí a schopnost migrovat do potravin představují riziko pro spotřebitele a vyžadují citlivé a spolehlivé metody analýzy stopových úrovní volatile PFAS v potravinářských obalech.

Cíle a přehled studie / článku

Studie se zaměřuje na vývoj a validaci plně automatizovaného postupu pro kvantifikaci více než 30 těkavých PFAS ve vzorcích papírových kelímků pomocí autosampléru PAL3 Series 2 RTC integrovaného s GC/triple kvadrupólovým hmotnostním spektrometrem Agilent 7010D. Cílem bylo dosáhnout vysoké přesnosti, opakovatelnosti a nízkých metodologických detekčních limitů (MDL) a limitů kvantifikace (LOQ) vhodných pro rutinní monitorování.

Použitá metodika a instrumentace

Všech 38 zkoumaných PFAS (34 nativních, 4 izotopově značené interní standardy) bylo extrahováno z 1 g drceného papírového kelímku pomocí 4 ml etylacetátu za asistence předehřevu. Následovalo promíchání (vortex), odstředění, průtok skrz mikro-SPE filtr a přímá injekce (3 µl) do GC/TQ bez dalších koncentračních kroků. Kalibrace v rozsahu 1–500 ng/ml byla připravena plně automaticky. Metoda využívá Agilent 8890 GC s DB-624 kolonou a MMI inletem, zdroj HES 2.0 a detekci v dMRM režimu na 7010D GC/TQ. Optimalizace MRM přechodů byla provedena prostřednictvím Agilent MassHunter Optimizeru, což zajistilo více než 112 monitorovaných přechodů s kolizními energiemi optimalizovanými pro každý analyzovaný PFAS.

Hlavní výsledky a diskuse

• Kalibrační křivky vykázaly R² ≥ 0,99 pro všechny analyty na základě 1/x vážené interní kalibrace.
• MDL ≤ 1 µg/kg pro 25 látek a ≤ 2 µg/kg pro dalších 6 látek.
• LOQ 20 µg/kg pro hlavní FTOH (4:2, 6:2, 8:2, 10:2) s rekuperacemi 65–135 % a RSD < 10 % (n=8).
• Intrabatchová přesnost (%RSD rekuperací) < 17 % pro všechny QC úrovně. Interbatchová reprodukovatelnost < 20 % s výjimkou tří silně ovlivněných látek.
• Robustnost chromatografie prokázána %RSD RT < 0,05 % i při komplexním maticovém vzorku.
• Reagentní blanky potvrdily nízké pozadí bez významné kontaminace z spotřebního materiálu.

Přínosy a praktické využití metody

Automatizovaný workflow výrazně snižuje manuální zásahy a riziko chyb, zrychluje přípravu vzorků, minimalizuje spotřebu rozpouštědel a umožňuje vysokopropustné rutinní monitorování stopových PFAS v potravinářských materiálech. Data splňují kritéria AOAC pro potravinářské aplikace a poskytují spolehlivé podklady pro regulační limity a bezpečnost potravin.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření metody na nevolatilní PFAS frakce a jiné typy FCM.
• Integrace s vysokorozlišovacími hmotnostními spektrometry pro širší screening.
• Miniaturizace přípravných kroků a snížení spotřeby rozpouštědel.
• Využití pokročilých datových analýz a umělé inteligence pro detekci neznámých forem PFAS.
• Harmonizace metodik na mezinárodní úrovni a podpora nových regulací.

Závěr

Popisovaný plně automatizovaný postup pomocí PAL3 Series 2 RTC a Agilent 7010D GC/TQ nabízí vysoce citlivou, přesnou a reprodukovatelnou analýzu těkavých PFAS ve vzorcích potravinářských materiálů. Metoda je vhodná pro rutinní provoz a poskytuje podklady pro regulátory i průmyslovou praxi při zajišťování bezpečnosti potravin.

Reference

1. Consumer Reports. Dangerous PFAS Chemicals Are in Your Food Packaging. 2024.
2. OECD. PFASs and Alternatives in Food Packaging. OECD Report No. 58, 2020.
3. Li, D. et al. Trace PFAS Determination by LC-MS/MS and GC-MS/MS. LCGC North Am. 2019, 37(7).
4. U.S. FDA. Market Phase-Out of Grease-Proofing Substances Containing PFAS. 2024.
5. EU Commission Regulation (EU) No 10/2011.
6. ECHA. Annex XV Restriction Proposal for PFAS. 2023.
7. Larson, N. Method Development for EOF and Targeted PFAS in Food Packaging. Örebro Univ. 2022.
8. Wong, L. et al. Accurate Mass Library for PFAS Analysis Using GC/Q-TOF. Agilent 5994-2291EN, 2024.
9. Wells, G.; Prest, H.; Russ, C. Signal, Noise, and Detection Limits in MS. Agilent 5990-7651EN, 2023.
10. U.S. EPA. Definition and Procedure for MDL. EPA 821-R-16-006, 2016.
11. AOAC Int. SMPR 2023.003 for PFAS in Food, 2023.