Analysis of Cigarette Smoke by SPME-GCxGC-TOFMS

Význam tématu

Analýza tabákového kouře, včetně tzv. undirect smoke, je klíčová pro hodnocení expozice škodlivým látkám v uzavřeném i otevřeném prostředí. Komplexní profilování těkavých a polosyntetických sloučenin pomáhá při posuzování zdravotních rizik, kvality ovzduší a efektivity opatření snižujících pasivní kouření.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem bylo demonstrovat schopnost kombinovaného uspořádání SPME-GCxGC-TOFMS při separaci a identifikaci nízkomolekulárních heterocyklických a aromatických látek ve vdechovaném kouři. Studie se zaměřila na zachycení typických markerů kouře, jako jsou pyridiny, fenoly a aromatické uhlovodíky, a na ukázku výkonnosti dvourozměrné chromatografie v kombinaci s časově-of-flight hmotnostní spektrometrií.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika zahrnovala extrakci těkavých sloučenin z kouře pomocí pevné fáze mikroextrakce (SPME). Následně byl vzorek analyzován na GCxGC-TOFMS sestavě PS-Pegasus 4D (LECO).

• 1. chromatografická kolona: 30 m × 0,25 mm × 0,25 µm Rtx-5
• 2. dimenze: 1,4 m × 0,10 mm × 0,10 µm DB-17ms
• Detektor: TOFMS, rozsah m/z 45–350, rychlost sběru 200 spekter/s

Hlavní výsledky a diskuse

Kompozitní plochový chromatogram odhalil rozpoznání klíčových komponent kouře:

• 3-(3,4-dihydro-2H-pyrrol-5-yl)-pyridin
• 3-ethenyl-pyridin
• 2-methyl-6-quinolinamin
• 2-(methylamino)-benzonitril
• fenol
• napthalene

Dvourozměrná separace umožnila odlišení chemicky podobných molekul a minimalizovala překryvy signálů. TOFMS poskytl vysokou frekvenci a přesné poměry izotopů, což usnadnilo jednotné vyhodnocení stopových látek.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda poskytuje následující výhody:

• široké spektrum identifikovatelných látek ve složitých matricích
• vysoká separační kapacita dvourozměrné GC
• rychlá odezva a vysoká přesnost TOFMS detekce
• nízké limity detekce vhodné pro environmentální monitoring a toxikologii

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj SPME-GCxGC-TOFMS směřuje k:

• integraci s vysokorozlišujícími hmotnostními analyzátory pro strukturální elucidaci
• automatizovanému a online sledování kvality ovzduší v reálném čase
• aplikacím v forenzní vědě a sledování expozice farmaceutickým a průmyslovým emisím
• využití strojového učení pro prognózu emisních profilů a zdrojovou apportionaci

Závěr

SPME-GCxGC-TOFMS představuje pokročilou a citlivou platformu pro komplexní analýzu cigaretového kouře. Kombinace selektivní extrakce, dvourozměrné separace a rychlé hmotnostní spektrometrie umožňuje detailní charakterizaci škodlivých sloučenin a podporuje rozvoj preventivních opatření a regulačních postupů.

Reference

Form No. 209-200-144, LECO Corporation, 2008, PS-Pegasus 4D Application Snapshot