Exploring PFAS in Consumer Goods Using GCxGC and High-Resolution Mass Spectrometry

Význam tématu

Polyfluorované alkylové látky (PFAS) představují dlouhodobě perzistentní a bioakumulující kontaminanty široce využívané v průmyslu i spotřebním zboží díky své hydrofobicitě a odolnosti vůči teplotám. Neustálý nárůst obav o životní prostředí a lidské zdraví vyzdvihuje potřebu citlivých a nepeerovatelných analytických nástrojů pro rychlý a komplexní průzkum směsí PFAS v různorodých matricích spotřebního zboží.

Cíle a přehled studie / článku

Hlavním cílem studie je vyvinout a demonstrovat komplexní nepřednastavenou (untargeted) metodiku pro screening PFAS a souvisejících látek ve spotřebním zboží. Studie uvádí dva demonstrační příklady: analýzu protizamlžovacích roztoků a screening PFAS v žvýkačce.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky byly buď ředěny v acetonu, nebo vkládány jako pevné části do křemenného lágru s termickou desorpcí a pyrolýzou (GL Sciences Optic-4). Analýzu prováděla dvojrozměrná chromatografie GC×GC v kombinaci s časově-oflajovým vysokým rozlišením (HRTOFMS) na přístrojích LECO Pegasus® BTX 4D a HRT+ 4D s multi-mode zdrojem ionizace (EI, PCI, NCI). Pro srovnání byla využita i konvenční GC-TOFMS.

Hlavní výsledky a diskuse

• Příklad A – protizamlžovací roztok: GC-HRTOFMS odhalila řadu uhlovodíků, kyselin, alkoholů i charakteristických fluorotelomerů (např. 6:2, 8:2, 10:2 FTOH) a novou neznámou sloučeninu „Compound X“. Vysoké rozlišení a hmotnostní přesnost do 1 ppm umožnily stanovit empirické vzorce a RDBE pro přesnou anotaci molekul.
• Příklad B – žvýkačka: komplexní sada složek včetně cukrů, terpenů, glyceridů a aromatických látek byla efektivně rozlišená pomocí GC×GC-HRTOFMS. Masový defektový screening ukázal, že ve vzorku ani v obalech nebyly přítomny PFAS.

Přínosy a praktické využití metody

• Možnost nepřednastaveného objevení známých i neznámých PFAS v různých maticích
• Redukce rušivých signálů díky dvojrozměrné separaci a vysokému rozlišení
• Spolehlivá formulace přesných emp. vzorců i molekulárních iontů
• Komplexní kombinace ionizačních režimů rozšiřuje detekční schopnosti

Budoucí trendy a možnosti využití

• Propojení s chemickými databázemi (EPA CompTox, Chemspider) a strojovým učením pro automatizovanou anotaci.
• Rozšíření metodiky o kapalinovou chromatografii a tandemovou hmotnostní spektrometrii pro menší a polární PFAS.
• Aplikace strategie hmotnostního defektu na další třídy perzistentních organických kontaminantů.

Závěr

Studie demonstruje, že kombinace GC×GC-HRTOFMS s multi-mode ionizací představuje účinný přístup pro nepřednastavený screening PFAS a doplňkových látek. Vysoké rozlišení hmotnosti, masové defektové filtry a bohaté softwarové nástroje umožňují spolehlivé odhalení a charakterizaci cílových i neznámých sloučenin v komplexních matricích spotřebního zboží.

Reference

• Alonso D.E., Binkley J. Exploring PFAS in Consumer Goods Using GC×GC and High-Resolution Mass Spectrometry.