Determination of C2-C12 aldehydes in water by SPME on-fiber derivatization and GC/MS

Význam tématu

Aldehy představují významné sloučeniny v přírodních a průmyslových procesech. V pitné vodě se mohou tvořit jako vedlejší produkty dezinfekce, zejména ozonací, a některé z nich (např. formaldehyd) jsou považovány za zdravotně rizikové. Navíc patří ke klíčovým indikátorům oxidačního stresu v biologických systémech a přispívají k senzorickým vlastnostem potravin, například k odhalení nežádoucích pachutí v pivu a nápojích v PET obalech.

Cíle a přehled studie

Cílem aplikace bylo vyvinout citlivou, reprodukovatelnou a rutinně využitelnou metodu pro stanovení alifatických aldehydů C2–C12 ve vodě. Studie kombinuje on-fiber derivatizaci pomocí PFBHA s pevnou fází SPME Arrow a následnou analýzu GC/MS. Hlavními požadavky byly dosažení nízkých detekčních limitů (řádově desítky ng/L), vysoká přesnost a dlouhodobá robustnost metody.

Použitá instrumentace

• PAL SPME Arrow nástroj se sorpční fází PDMS, průměru 1,15 mm a objemem až 15,3 µL
• GC Varian 3400 s programovatelnou injekcí
• MS Varian Saturn Ion Trap pro detekci v režimu scan
• Kolona BGB-5, 30 m × 0,25 mm, film 0,25 µm
• Dopravní plyn vodík, konstantní tlak 5 psi

Použitá metodika

Vzorek vody (5 mL) byl alkalicky upraven a do hlavy prostoru byla přidána derivatizační činidlo PFBHA (0,05 M). Po preinkubaci při 60 °C a mírném míchání se SPME Arrow vlákno namočilo do derivatizačního roztoku a poté exponovalo 30 min v hlavičce vřazené k odběru. Deriváty pentafluorbenzylových oximů se desorbovaly v injektoru při 250 °C po dobu 2 min a analyzovaly GC/MS v rozsahu 75–230 m/z.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda dosahuje detekčních limitů kolem 50 ng/L pro většinu aldehydů C2–C12. Kalibrační křivky vykazují vynikající linearitu (R2 > 0,99). Relativní standardní odchylky mezi paralelními analýzami byly většinou pod 5 %. U acetaldehydu (C2) je pozadí v blanku vyšší, což omezuje stanovení pod 50 ng/L. Robustnost SPME Arrow dovoluje analýzu stovek vzorků s jedním vláknem.

Přínosy a praktické využití metody

• Vysoká citlivost vhodná pro monitorování pitné i průmyslové vody
• Žádné separační kroky ani časově náročná extrakce
• Možnost rozšíření na další nízkomolekulární karbonylové sloučeniny
• Dlouhodobá stabilita a automatizace rutinních analýz

Budoucí trendy a možnosti využití

Metodu lze dále zlepšit nasazením režimu SIM pro zvýšení citlivosti a selektivity. Dalšími oblastmi jsou rozšíření na složitější prostředí (např. potraviny, biologické vzorky) či integrace do on-line monitorovacích systémů. Vývoj nových sorbentů a derivatizačních činidel může zvýšit rozsah detekovaných sloučenin.

Závěr

On-fiber derivatizace s PFBHA a SPME Arrow ve spojení s GC/MS poskytuje rychlou, citlivou a robustní metodu pro stanovení aldehydů C2–C12 ve vodě. Metoda splňuje požadavky nízkých detekčních limitů, vysoké reprodukovatelnosti a vhodnosti pro rutinní analýzy v oblasti QA/QC i výzkumu.

Reference

• Martos P., Pawliszyn J. Sampling and Determination of Formaldehyde Using SPME with On-Fiber Derivatization. Anal. Chem. 1998, 70, 2311-2320.
• Ventura F., Cancho B., Galceran M. T. Determination of aldehydes in drinking water using pentafluorobenzylhydroxylamine derivatization and solid-phase microextraction. J. Chromatogr. A. 2002, 943, 1-13.
• Tsai S. W., Chang C. M. Analysis of aldehydes in water by solid-phase microextraction with on-fiber derivatization. J. Chromatogr. A. 2003, 1015, 143.
• Beranek J., Kubatova A. Evaluation of solid-phase microextraction methods for the determination of trace concentration aldehydes in aqueous solution. J. Chromatogr. A. 2008, 1209, 44-54.