Quantitative Volatile PFAS Analysis in Textiles

Význam tématu

Per- a polyfluoroalkylové látky (PFAS) jsou v textilním průmyslu dlouhodobě používány pro zvýšení odpuzujících vlastností vůči vodě, olejům a skvrnám. Vzhledem k jejich perzistenci a potenciálním zdravotním rizikům rostou regulační požadavky i průmyslové standardy omezující jejich použití. Spolehlivé, citlivé a reprodukovatelné analytické metody pro stanovení volatilních PFAS v textiliích jsou proto nezbytné pro shodu s normami (včetně nového EN 17681-1:2025), pro kontrolu dodavatelských řetězců a pro řízení rizik v praxi.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout a ověřit workflow pro kvantitativní analýzu více než 30 volatilních PFAS v textilních matricích pomocí plynové chromatografie se třemi kvadrupóly (GC-TQ). Studie hodnotí linearitu kalibrace, citlivost (MDL), mezní kvantifikovatelné hodnoty (LOQ), výtěžnost extrakce a reprodukovatelnost napříč různými oděvními vzorky (tričko jako QC, voděodolné šortky a ponožky jako neznámé vzorky).

Použitá metodika a instrumentace

Metodika vycházela z požadavků normy EN 17681-1:2025 pro extrakci PFAS z textilií. Klíčové body postupu:

• Vzorkování: 1,0 ± 0,05 g vzorku do 50 mL trubice.
• Interní standardy: použití izotopově značených ISTD, konstantní koncentrace ISTD 5 ng/mL v kalibračních roztocích.
• Extrahent: methanol podle přílohy E normy; extrakce ultrazvukem při 60 °C po dobu 1 hodiny, následné odstředění, filtrace a 20× ředění do ethylacetátu před injekcí do GC.
• Kalibrace: osm úrovní 0,5–100 ng/mL (ppb) s 1/x váženou lineární regresí; linearita R2 > 0,99 pro všechny analyty (minimálně 5 bodů).
• Hodnocení citlivosti: MDL vypočtené z devíti po sobě jdoucích injekcí QC vzorků pomocí softwaru MassHunter.

Použitá instrumentace

• Agilent 8890 plynový chromatograf spojený s Agilent 7010D GC/TQ (triple quadrupole), iontové zdroje HES 2.0.
• MMI (multimode inlet) s bezděličovou (splitless) vložkou (lin. č. 5190-2293).
• Kolona: Agilent J&W DB-624, 30 m × 0,25 mm, 1,40 µm (část č. 122-1334UI).
• Software: Agilent MassHunter Quantitative Analysis verze 12 pro výpočty MDL a zpracování dat.

Hlavní výsledky a diskuse

• Analytická scope: metoda pokrývá 34 cílových volatilních PFAS a 4 interní standardy.
• Citlivost: dosaženo sub-ppb MDL pro všechny analyty v matrixu; MDL stanovena z devíti po sobě jdoucích injekcí QC.
• LOQ: 28 sloučenin dosáhlo LOQ = 10 µg/kg, tři sloučeniny LOQ = 25 µg/kg; pro dvě sloučeniny (PFODA a 1H,1H-perfluorooktyl akrylát) nebyly LOQ určeny kvůli nízkým recoveries (≈40–53 %).
• Recoveries a přesnost: více než 80 % analyzovaných látek vykázalo recoveries v rozmezí 60–140 %; u většiny FTOH sloučenin byly recoveries 70–120 %; mezilaboratorní opakovatelnost (%RSD) u MSQ všech analyzovaných látek < 20 %.
• Shoda s průmyslovými limity: LOQ metody jsou výrazně pod formulacími limity ZDHC (1000 µg/kg); pro čtyři FTOH (4:2, 6:2, 8:2, 10:2) byla dosažena LOQ 10 µg/kg, čímž metoda umožňuje efektivní screening a kontrolu.
• Příklad aplikace: v neznámých vzorcích (voděodolné šortky) byly detekovány 8:2 FTOH a 10:2 FTOH nad MDL, avšak pod formulovanými limity ZDHC.

Přínosy a praktické využití metody

• Metoda nabízí vysokou citlivost a robustnost vhodnou pro rutinní kontrolu PFAS v textiliích v souladu s normami a RSL seznamy (ZDHC, OEKO-TEX, AFIRM, bluesign).
• Vysoká reprodukovatelnost (%RSD < 20 %) a použitelnost pro různé textilní matrice usnadňují integraci do QA/QC laboratoří a kontroly dodavatelských řetězců.
• Sub-ppb MDL a nízké LOQ umožňují detekci stopových kontaminací dříve, než dosáhnou regulačních mezí, což pomáhá v oblasti řízení rizik a souladu s legislativou.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření skríningu: kombinace GC-TQ pro volatilní PFAS a LC-MS/MS pro nevolatilní PFAS vytvoří komplexní platformu pro plné pokrytí PFAS spektra v textilních materiálech.
• Standardizace metod: očekává se širší adopce protokolů kompatibilních s EN 17681-1:2025 napříč laboratořemi a certifikačními orgány, včetně mezi-laboratorních testů a zlepšení referenčních materiálů.
• Vylepšení extrakčních postupů: optimalizace pro problematické sloučeniny s nízkou recovery (např. PFODA) a vývoj derivatizačních nebo čistících kroků pro zlepšení přenositelnosti a spolehlivosti stanovení.
• Automatizace a vysokopropustné workflow: integrace automatizovaných extrakčních a injekčních kroků pro zvýšení kapacity testování v průmyslových laboratořích.

Závěr

Vyvinutý workflow založený na Agilent 8890 GC a 7010D GC/TQ pro stanovení volatilních PFAS v textiliích prokázal vynikající citlivost (sub-ppb MDL), nízké LOQ (10 µg/kg pro většinu analyzovaných látek), přijatelné recoveries a dobrou opakovatelnost (%RSD < 20 %). Metoda je vhodná pro rutinní monitoring a kontrolu souladu s průmyslovými standardy a regulačními požadavky. Některé sloučeniny vykazují slabší extrakční výtěžnost, což naznačuje prostor pro další optimalizaci extrakčního postupu.

Reference

1. Quante JM. Safer Treatments to Create Water & Oil Repellent Fabrics. AATCC Review, 2023.
2. National Council of Textile Organizations. Home. 2024.
3. U.S. Environmental Protection Agency. Our Current Understanding of the Human Health and Environmental Risks of PFAS. 2024.
4. World Health Organization. Assessing the Occurrence and Human Health Risk of Per and Polyfluoroalkyl Substances. 2024.
5. National Cancer Institute. PFAS Exposure and Risk of Cancer. 2024.
6. European Chemicals Agency. List of Substances Subject to POPs Regulation. 2024.
7. ZDHC Foundation. ZDHC Manufacturing Restricted Substance List (MRSL). 2025.
8. OEKO-TEX Association. STANDARD 100, Edition 04.2025.
9. AFIRM Group. Restricted Substances List (RSL), Version 10.1, 2025.
10. bluesign Association. bluesign System Black Limits (BSBL), Version 7.0, 2025.
11. European Committee for Standardization (CEN). EN 17681-1:2025 Textiles and Textile Products — PFAS — Part 1: Analysis of an Alkaline Extract Using LC-MS/MS, 2025.
12. Agilent Technologies. Fully Automated Workflow for Volatile PFAS Analysis in Food Contact Materials Using GC-Triple Quadrupole MS. Application note 5994-8295EN, 2025.
13. Doyle H., Flexman K., Keyte I., et al. An Assessment on PFAS in Textiles in Europe’s Circular Economy. European Environment Agency, 2024.