Pyrolysis-GC-Orbitrap MS - a powerful analytical tool for identification and quantification of microplastics in a biological matrix
Aplikace | 2018 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Problematika mikroplastů je klíčová vzhledem k jejich perzistentní povaze, toxicitě a schopnosti pronikat do potravních řetězců. Mikro- a nanoplastické částice vznikající rozkladem plastového odpadu mohou ovlivňovat zdraví mořských organismů a přenos kontaminantů do lidského organismu. Rychlé a citlivé analytické metody schopné identifikovat a kvantifikovat plastové polymery v komplexních biologických matricích jsou proto zásadní.
Cílem studie bylo ověřit použitelnost pyrolyzní GC-Orbitrap MS pro kvalitativní a kvantitativní analýzu plastových polymerů v biologických vzorcích. Autoři testovali linearitu, citlivost, přesnost měření hmotnosti i selektivitu na modelových standardech (PS, PMMA) a ve složité matrici (rybí moučka).
Analýza kombinovala pyrolyzér Frontier Lab Multi-Shot EGA/PY-3030D s Auto-Shot Samplerem AS-1020E a chromatograf Thermo Scientific TRACE 1310 GC s kapilární kolonkou TraceGOLD TG-5SilMS. GC byl spojen s Exactive GC Orbitrap MS pracujícím v režimu full-scan při 60 000 rozlišení (FWHM) a m/z rozsahu 50–650. Kalibrace a lockmass provedeny PFTBA, zpracování dat v Thermo Scientific TraceFinder.
Linearity pro polystyren a polymethylmethakrylát v rozsahu 0,05–50 µg vykázala R²>0,999 a RSD reziduí <15 %. Počet datových skenů nad chromatografickým píkem zajišťoval přesnou integraci. Hmotnostní přesnost target iontů byla <1 ppm nezávisle na koncentraci a složitosti matrice. Kvantifikace ve vzorcích rybí moučky dosáhla průměrné odchylky –2,3 %. Selectivita extrakcí iontů na ±5 ppm jasně oddělovala produkty pyrolyzy různých polymerů. Neřízená analýza umožnila detekci vedlejších pyrolyzních produktů (např. α-methylstyren) s potvrzením knihovnou NIST.
Metoda nabízí vysokou citlivost a selektivitu pro analýzu mikroplastů při nízkých koncentracích v komplexních biologických či environmentálních vzorcích. Full-scan režim umožňuje dodatečnou neřízenou identifikaci vedlejších produktů. Pyrolyzní GC-Orbitrap MS zkracuje dobu analýzy a rozšiřuje rozsah detekovaných polymerů pod velikostní limit mikroskopických technik.
Očekává se rozšíření databází pyrolyzních fragmentů, zdokonalení automatizace přípravy vzorků a integrace s chemometrickými nástroji pro screening environmentálních vzorků. Další vývoj může snížit meze detekce, rozšířit spektrum polymerů a umožnit dlouhodobé monitorování kontaminace mikroplasty.
Pyrolyzní GC spojená s vysokorozlišovací Orbitrap MS prokázala vynikající výkonnost pro kvalitativní i kvantitativní analýzu mikroplastů v biologických matricích. Metoda kombinuje sub-ppm hmotnostní přesnost, vynikající linearitu, selektivitu i možnost neřízeného vyhodnocení, což ji činí perspektivní pro environmentální a toxikologické studie.
GC/MSD, GC/MS/MS, GC/HRMS, Pyrolýza, GC/Orbitrap
ZaměřeníPotraviny a zemědělství, Materiálová analýza
VýrobceThermo Fisher Scientific, Frontier Lab
Souhrn
Význam tématu
Problematika mikroplastů je klíčová vzhledem k jejich perzistentní povaze, toxicitě a schopnosti pronikat do potravních řetězců. Mikro- a nanoplastické částice vznikající rozkladem plastového odpadu mohou ovlivňovat zdraví mořských organismů a přenos kontaminantů do lidského organismu. Rychlé a citlivé analytické metody schopné identifikovat a kvantifikovat plastové polymery v komplexních biologických matricích jsou proto zásadní.
Cíle a přehled studie
Cílem studie bylo ověřit použitelnost pyrolyzní GC-Orbitrap MS pro kvalitativní a kvantitativní analýzu plastových polymerů v biologických vzorcích. Autoři testovali linearitu, citlivost, přesnost měření hmotnosti i selektivitu na modelových standardech (PS, PMMA) a ve složité matrici (rybí moučka).
Použitá metodika a instrumentace
Analýza kombinovala pyrolyzér Frontier Lab Multi-Shot EGA/PY-3030D s Auto-Shot Samplerem AS-1020E a chromatograf Thermo Scientific TRACE 1310 GC s kapilární kolonkou TraceGOLD TG-5SilMS. GC byl spojen s Exactive GC Orbitrap MS pracujícím v režimu full-scan při 60 000 rozlišení (FWHM) a m/z rozsahu 50–650. Kalibrace a lockmass provedeny PFTBA, zpracování dat v Thermo Scientific TraceFinder.
Hlavní výsledky a diskuse
Linearity pro polystyren a polymethylmethakrylát v rozsahu 0,05–50 µg vykázala R²>0,999 a RSD reziduí <15 %. Počet datových skenů nad chromatografickým píkem zajišťoval přesnou integraci. Hmotnostní přesnost target iontů byla <1 ppm nezávisle na koncentraci a složitosti matrice. Kvantifikace ve vzorcích rybí moučky dosáhla průměrné odchylky –2,3 %. Selectivita extrakcí iontů na ±5 ppm jasně oddělovala produkty pyrolyzy různých polymerů. Neřízená analýza umožnila detekci vedlejších pyrolyzních produktů (např. α-methylstyren) s potvrzením knihovnou NIST.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda nabízí vysokou citlivost a selektivitu pro analýzu mikroplastů při nízkých koncentracích v komplexních biologických či environmentálních vzorcích. Full-scan režim umožňuje dodatečnou neřízenou identifikaci vedlejších produktů. Pyrolyzní GC-Orbitrap MS zkracuje dobu analýzy a rozšiřuje rozsah detekovaných polymerů pod velikostní limit mikroskopických technik.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se rozšíření databází pyrolyzních fragmentů, zdokonalení automatizace přípravy vzorků a integrace s chemometrickými nástroji pro screening environmentálních vzorků. Další vývoj může snížit meze detekce, rozšířit spektrum polymerů a umožnit dlouhodobé monitorování kontaminace mikroplasty.
Závěr
Pyrolyzní GC spojená s vysokorozlišovací Orbitrap MS prokázala vynikající výkonnost pro kvalitativní i kvantitativní analýzu mikroplastů v biologických matricích. Metoda kombinuje sub-ppm hmotnostní přesnost, vynikající linearitu, selektivitu i možnost neřízeného vyhodnocení, což ji činí perspektivní pro environmentální a toxikologické studie.
Reference
- Plastics – the Facts 2016: An analysis of European plastics production, demand and waste data. PlasticsEurope, 2016.
- Jambeck JR et al. Plastic waste inputs from land into the ocean. Science. 2015;347(6223):768–771.
- Peda C et al. Intestinal alterations in Dicentrarchus labrax exposed to microplastics: Preliminary results. Environ Pollut. 2016;212:251–256.
- Jeong CB et al. Adverse effects of microplastics and oxidative stress in Paracyclopina nana. Sci Rep. 2017;7:41323.
- Mattsson K et al. Brain damage and behavioural disorders in fish induced by plastic nanoparticles. Sci Rep. 2017;7:11452.
- Bejgarn S et al. Toxicity of leachate from weathering plastics: Nitocra spinipes study. Chemosphere. 2015;132:114–119.
- Dris R et al. Microplastic contamination in Greater Paris: a case study. Environ Chem. 2015;12:592–599.
- Alimi OS et al. Microplastics and Nanoplastics in Aquatic Environments. Environ Sci Technol. 2018;52:1704–1724.
- Fischer M; Scholz-Böttcher BM. Simultaneous Trace Identification and Quantification of microplastics by Pyrolysis-GC-MS. Environ Sci Technol. 2017;51:5052–5060.
- Fabbri D et al. Analysis of polystyrene in polluted sediments by pyrolysis-GC-MS. J Chromatogr Sci. 1998;36:600–604.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Pyrolysis-GC-Orbitrap MS - A Powerful Analytical Tool for Identification and Quantification of Microplastics in a Biological Matrix
|Thermo Fisher Scientific|Prezentace
Pyrolysis-GC-Orbitrap MS - A Powerful Analytical Tool for Identification and Quantification of Microplastics in a Biological Matrix Dr. Julian Renpenning Regional Marketing Manager GC, GCMS and IOMS Thermo Fisher Scientific The world leader in serving science Microplastics in the Environment…
Klíčová slova
pyrolysis, pyrolysismicroplastic, microplasticworld, worldserving, servingshot, shotleader, leaderexactive, exactivemicroplastics, microplasticsssl, sslorbitrap, orbitrapscience, sciencemass, massscan, scanfull, fullthermo
Identification of microplastic particles in environmental water and food using pyrolysis GC with high resolution Orbitrap mass spectrometry
2022|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Technical note | 001155 Environmental Identification of microplastic particles in environmental water and food using pyrolysis GC with high resolution Orbitrap mass spectrometry Authors Goal Łukasz Rajski , Daniel Kutscher , The objective of this technical note is to demonstrate…
Klíčová slova
pyrolysis, pyrolysismicroplastics, microplasticsstyrene, styrenemin, minshot, shottemperature, temperatureidentification, identificationpolymer, polymerparticles, particlespolymers, polymerspresence, presencemicroplastic, microplasticinitial, initialmass, masschromatogram
Comprehensive profiling of plastic polymers using pyrolysis coupled to GC-MS
2025|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application note | 003970 Environmental Comprehensive profiling of plastic polymers using pyrolysis coupled to GC-MS Authors Goal Giulia Riccardino1, Manuela Bergna1, Daniela Cavagnino , and Daniel Kutscher 1 Thermo Fisher Scientific, Milan, IT 1 2 Thermo Fisher Scientific, Bremen, UK…
Klíčová slova
quan, quanpvc, pvcpet, petsbr, sbrpmma, pmmaabs, abspyrolyzate, pyrolyzatepolymers, polymerspyrolyzates, pyrolyzatespyrolysis, pyrolysisplastic, plasticmin, minpolymer, polymerstyrene, styrenecounts
Microplastics Analysis using Micro-Furnace Pyrolyzer and F-Search MPs Software
2023|Frontier Lab|Příručky
Microplastics Analysis using Micro-Furnace Pyrolyzer and F-Search MPs Software Copyright © 2023 Frontier Laboratories Ltd. What are microplastics? Microplastics (MPs) are tiny plastic particles that measure less than five millimeters across. They result from the breakdown of larger commercial plastic…
Klíčová slova
frontier, frontiersss, ssssplitless, splitlesslab, labpyrolysis, pyrolysisamount, amountarea, areapeak, peakmps, mpssampler, samplersample, sampletic, ticstyrene, styrenecapro, capromicroplastics