An Improved Test Method for Measuring Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Electronic Components using Zebron™ ZB-PAH by GC-MS

Význam tématu

Polycyklické aromatické uhlovodíky (PAU) představují významnou skupinu environmentálních i zdravotních kontaminantů s karcinogenními a mutagenními účinky. Vzhledem k jejich lipofilním vlastnostem a akumulaci v organismu je spolehlivé stanovení PAU v materiálech určených ke kontaktu s lidmi klíčové pro dodržení legislativních limitů.

Cíle a přehled studie / článku

Článek popisuje navrženou mezinárodní normu IEC 62321-10 pro kvantitativní stanovení PAU v polymerních a elektronických součástech pomocí GC-MS a porovnává ji s inovativní metodou využívající kolonu Zebron ZB-PAH s cílem zkrátit dobu analýzy a zlepšit separaci kritických sloučenin.

Použitá metodika a instrumentace

• Vzorkování: materiály elektronických komponent zpracované kriozpracem a mletím na částice menší než 500 µm
• Extrakcí: ultrazvuková nebo soxhletová extrakce
• Chromatografie: Shimadzu GC-MS-QP2010 Ultra s kolónou Zebron ZB-PAH (0,18 mm × 20 m, 0,14 µm)
• Parametry GC: injekce splitless 290 °C, nosný plyn helium 1,75 mL/min, program pece 50 → 200 °C @ 20 °C/min, 200 → 260 °C @ 10 °C/min, 260 → 290 °C @ 2 °C/min (1 min), 290 → 330 °C @ 40 °C/min (1 min)
• Detekce: MSD SIM 50–550 amu, teplota 280 °C

Hlavní výsledky a diskuse

• Doba analýzy se zkrátila ze zhruba 48 minut na přibližně 27 minut (o 44 %)
• Zlepšené rozlišení kritických párů izomerů Benzo[b,j,k]fluoranthenů (resoluce 1,1–1,3)
• Baseline separace Indeno[1,2,3-cd]pyrenu a Dibenz[a,h]anthracenu (resoluce 1,56)
• Kolona vykazovala vysokou tepelnou stabilitu a nízké slévání sloučenin (bleed)

Přínosy a praktické využití metody

• Zrychlení analýzy zvyšuje provozní efektivitu a propustnost laboratoří
• Spolehlivé rozlišení PAU minimalizuje riziko falešně pozitivních výsledků
• Metoda je vhodná pro rutinní kontroly kvality v průmyslových i regulačních laboratořích

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další zkracování času analýzy optimalizací chromatografických podmínek a využitím rychlých GC technik. Automatizované extrakční systémy a vysokorozlišující MS detekce mohou dále zlepšit citlivost a selektivitu stanovení.

Závěr

Metoda s použitím kolony Zebron ZB-PAH významně zlepšuje výkonnost stanovení PAU v elektronických komponentech z hlediska rychlosti i kvality separace. Je vhodná k implementaci pro rutinní testy podle IEC 62321-10.

Reference

1. Hussein I. Abdel-Shafy, Mona S.M. Mansour, A review on polycyclic aromatic hydrocarbons: Source, environmental impact, effect on human health and remediation, Egyptian Journal of Petroleum, 2015
2. Lei Huang, Sergei M. Chernyak, Stuart A. Batterman, PAHs, nitro-PAHs, hopanes and steranes biomarkers in sediments of southern Lake Michigan, Sci Total Environ, 2014
3. IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans, Vol. 92, 2010
4. Norbert E. Kaminski et al., Casarett and Doull's Toxicology: The Basic Science of Poisons, 7th ed., McGraw-Hill, 2008
5. Hyunok Choi et al., International studies of prenatal exposure to PAHs and fetal growth, Environ Health Perspect, 2006
6. Commission Regulation (EU) No 1272/2013 amending REACH Annex XVII, 2013
7. Regulation (EC) No 1907/2006 (REACH), European Parliament, 2006
8. AfPS GS 2014:01 PAK, Specifikace testování PAH pro GS značku, 2014
9. Toxicological Profile for Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, ATSDR, 1995
10. The Swedish Chemicals Agency, Analyses in conjunction with enforcement 2016, 2017
11. BFR Opinion Nr. 032/2010, Carcinogenic PAHs in consumer products, 2010