Comparison of EG-Silicone-SBSE and Derivatization-PDMS-SBSE for the Analysis of Phenolic Compounds and Off-fl avors in Water

Význam tématu

Fenoly představují v pitné i odpadní vodě významné kontaminanty, které i v nízkých koncentracích ovlivňují chuť, zápach a mohou působit jako endokrinní disruptory či karcinogeny. Standardní extrakční techniky (LLE, SPE) vyžadují větší množství rozpouštědel, zatímco SBSE (stir bar sorptive extraction) minimalizuje spotřebu rozpouštědel, zkracuje přípravu vzorku a zvyšuje citlivost analýzy.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo porovnat dvě varianty SBSE-GC/MS analýzy fenolických a off-flavor sloučenin ve vodě:

• PDMS Twister s in-situ acetylační derivatizací a termickou desorpcí (TD-GC/MS).
• EG-Silicone Twister bez derivatizace s TD-GC/MS díky vyšší afinitě k polárním sloučeninám.

Obě metody byly ověřeny na rozsahu 0,01–1 μg/L fenolů v deionizované i pitné vodě.

Použitá metodika

• Vzorky: 10 mL vzorku doplněného 5 % methanolu; pH = 4 pro EG-Silicone.
• Derivatizace (PDMS): acetic anhydride + K₂CO₃, třepání 10 min, celková příprava ~30 min.
• Extrakce: 2 h při pokojové teplotě, míchání 1200 rpm (PDMS) nebo 800 rpm (EG-Silicone).
• Termická desorpce (TDU): 270 °C (PDMS) / 220 °C (EG-Silicone), splitless či solvent vent.
• GC: kolony Rxi-5ms (PDMS) a Stabilwax-DA (EG-Silicone), 30 m × 0,25 mm × 0,25 μm.
• Detekce: MSD v SIM režimu.

Použitá instrumentace

• GERSTEL TDU-CIS 4 s MultiPurpose Sampler.
• Agilent 7890A GC a 5795 MSD.
• GLESTEL Twister PDMS (24 μL) a EG-Silicone (35 μL).

Hlavní výsledky a diskuse

• Linearity: R² > 0,993 (PDMS) a R² > 0,996 (EG-Silicone).
• LODs: 0,011–0,053 μg/L (PDMS) vs. 0,007–0,036 μg/L (EG-Silicone).
• LOQs: 0,06–0,16 μg/L (PDMS) vs. 0,03–0,12 μg/L (EG-Silicone).
• Repeatabilita (RSD): 1,0–13,6 % (PDMS) vs. 0,7–11,8 % (EG-Silicone).
• Recoveries (EG-Silicone): 17 % až 127 % v závislosti na polárnosti.
• Obě metody splňují limity EU pro fenoly (0,1 μg/L).

Přínosy a praktické využití metody

• Minimalizace rozpouštědel a jednoduchá paralelizace vzorků.
• Vysoká citlivost a robustní opakovatelnost.
• Volba odpovídající Twisteru dle polarity analytu.
• Vhodné pro pitné i surové vody, případně odpadní vodu.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Vývoj nových sorpčních fází pro širší spektrum polárních látek.
• Plná automatizace SBSE-TD-GC/MS pro vyšší kapacitu.
• On-site monitorování a integrace s přenosnými senzory.
• Analýza termolabilních a více polárních kontaminantů bez derivatizace.

Závěr

Obě varianty SBSE-GC/MS s PDMS + derivatizací a EG-Silicone bez derivatizace poskytují citlivé, opakovatelné a rychlé stanovení fenolů a malodor látek ve vodě. Výběr metody závisí na typu analy­tů, laboratorních podmínkách a požadavcích na vysokou propustnost či šíři analy­tického spektra.

Reference

• World Health Organization. Chlorophenols in Drinking-water. Guidelines for drinking-water quality, vol. 2, Geneva 1996.
• United States Environmental Protection Agency. EPA Method 604: Phenols, 40 CFR Part 136, 1984.
• Bundesgesetzblatt Jahrgang 2011, Teil I Nr. 37 (Germany).
• Rodríguez I., Llompart M.P., Cela R. Chromatographia 885 (2000) 291–304.
• Saraji M., Marzban M. Anal Bioanal Chem 396 (2010) 2685–2693.
• Montero L. et al. Chromatographia 1071 (2005) 163–169.
• Llompart M., Lourido M., Landín P., García-Jares C., Cela R. Chromatographia 963 (2002) 137–148.
• Barták P., Cáp L. Chromatographia 767 (1997) 171–175.
• Nakamura S., Daishima S. Chromatographia 1038 (2004) 291–294.
• Funk W., Dammann V., Donnevert G. Quality assurance in analytical chemistry. Wiley-VCH, Weinheim 2006.