Organochlorine Pesticides by GCxGC-ECD

Význam tématu

Organochlorované pesticidy představují perzistentní znečišťující látky v životním prostředí s významnými toxikologickými dopady. Jejich přesná kvantifikace ve složitých matricích, jako jsou půda a voda, je klíčová pro environmentální monitoring, dodržování předpisů EPA Method 8081 a pro hodnocení rizik.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo porovnat tradiční paralelní dual-column GC-ECD metodu s vysoce výkonnou GCxGC-ECD technikou za účelem zlepšení separace, zvýšení citlivosti a snížení kvantifikačních zkreslení při analýze organochlorovaných pesticidů (OCP). Studie obsahuje analýzu standardů, laboratorních kontrolních spike extraktů i reálných vzorků půdy a vody.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky:

• Půdní extrakty: EPA Method 3550 (ultrazvuková extrakce) a GPC čistění (EPA 3640).
• Vodní extrakty: liquid-liquid extrakce (EPA 3510) a Florisil očista (EPA 3620).

Paralelní dual-column GC-ECD:

• GC: Agilent 6890 GC s jedním vstřikem směrovaným na dva ECD detektory.
• Kolony: Rtx-CLPesticide 30 m × 0,32 mm × 0,50 µm a Rtx-CLPesticideII 30 m × 0,32 mm × 0,42 µm.
• Carrier gas: vodík, 2,8 mL/min, konstantní tok.
• Injekce: 2 µL, přímá, 200 °C.
• Oven program: 120 °C (1 min), 16 °C/min→210 °C, 13 °C/min→245 °C, 12,5 °C/min→300 °C (4 min).
• Detector: ECD 300 °C, Ar/CH4 makeup 140 mL/min.

GCxGC-ECD:

• GC: Agilent 6890 GC-ECD s LECO Quad Jet Dual-Stage Thermal Modulator.
• Kolony: 1. dimenze Rtx-5 9 m × 0,18 mm × 0,20 µm, 2. dimenze Rtx-200 1 m × 0,18 mm × 0,20 µm.
• Carrier gas: helium, 2 mL/min.
• Injekce: 1 µL split 50:1, 250 °C.
• Oven 1: 50 °C (0,2 min), 30 °C/min→140 °C, 5 °C/min→250 °C. Oven 2:+50 °C odvozena od Oven 1.
• Modulace: +30 °C od Oven 1, modul. perioda 6 s.
• Detector: ECD 325 °C, N2 makeup 148 mL/min, 50 Hz.

Datové zpracování: LECO ChromaTOF automatické vyhledávání a kvantifikace píků.

Hlavní výsledky a diskuse

• Separační schopnost GCxGC-ECD: konturové a povrchové grafy potvrdily účinné rozdělení koelujících izomerů HCH, endosulfanů a dalších pesticidů.
• Lineární kalibrace: rozsah 0,5–800 pg/µL s koeficienty R² > 0,998 pro většinu OCP.
• Srovnání kvantifikace: u čistých vodních vzorků byly výsledky GCxGC-ECD a paralelní GC-ECD podobné, v komplexních půdách GCxGC-ECD významně redukovalo zkreslení způsobené PCBs (beta- a gamma-HCH, DDT, dieldrin).
• Citlivost: fokusace v GCxGC vedla k detekci až v rozsahu femtogramů na kolonu.

Přínosy a praktické využití metody

• Snížené koeluce a vyšší selektivita v komplexních matricích.
• Vyšší citlivost a nižší limity detekce umožňují split injekce i u znečištěných vzorků.
• Snížení údržby kolony a injektoru díky lepší čistotě signálu.
• Vhodné pro environmentální laboratoře, QA/QC a průmyslovou analytiku.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření GCxGC-ECD na další třídy analyzovatelných látek (např. pesticidů nové generace, PBDE).
• Kombinace s MS detektory (GCxGC-TOFMS) pro identifikaci neznámých interferencí.
• Automatizace modulátorů a pokročilé softwarové nástroje včetně AI pro rychlou interpretaci komplexních dat.
• Miniaturizace a přenosné GCxGC platformy pro lokální monitoring.

Závěr

GCxGC-ECD představuje pokročilou alternativu k paralelní dual-column GC-ECD analýze organochlorovaných pesticidů. Poskytuje výrazně lepší separaci, vyšší citlivost a spolehlivější kvantifikaci v komplexních vzorcích, což přispívá k přesnějšímu environmentálnímu monitoringu.

Reference

• United States Environmental Protection Agency, Test Methods SW-846 on-line (EPA Method 8081).