Quantification of Dioxin-Like Polychlorinated Biphenyls Using GCxGC-ECD with a Selective Column in the Second Dimension

Význam tématu

Dioxin-like PCB kongenery patří mezi nejtoxičtější persistentní organické látky kvůli své plošné konformaci a schopnosti působit jako endokrinní disruptory. Jejich stanovení v životním prostředí je výzvou vzhledem k nízkým koncentracím a komplexitě vzorků, proto je nezbytné používat metody s vysokou separační kapacitou a selektivitou.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo ověřit možnost kvantifikace dioxin-like PCB v prostředí pomocí kombinace komplexní dvourozměrné plynové chromatografie s elektronovým zachytáváním (GCxGC-ECD) a selektivní kolony ve druhé dimenzi. Jako modelový vzorek byla využita ředěná směs Arocloru 1254 a standardní dioxin-like PCB.

Použitá metodika a instrumentace

Agilent 6890 GC-ECD vybavený modulátorem LECO QuadJet (dvoustupňový tepelný modulátor) pro GCxGC.
První dimenze: kolona Rtx-1, 50 m × 0,18 mm × 0,18 µm, program od 160 °C do 280 °C (2 °C/min).
Druhá dimenze: kolona Rtx-PCB, 1,5 m × 0,18 mm × 0,10 µm, offset +20 °C vůči prvnímu peci.
Nosič helium, konstantní tok 1,3 mL/min, modulace 8 s.
Detektor ECD: teplota 325 °C, N₂ doplňkový plyn 148,7 mL/min.
Standardy: mixy obsahující dioxin-like PCB a Aroclor 1254 (AccuStandard); organochlorované pesticidy (Restek); interní standard hexachlorobenzen.

Hlavní výsledky a diskuse

Ve druhé dimenzi se PCB kongenery s menším počtem ortho-chlorů (dioxin-like) zadržují déle než kongenery s vyšším počtem ortho-substitucí, což zajišťuje selektivitu. Piková šířka je velmi úzká (~200 ms), což umožňuje jasnou separaci a kvantifikaci. Porovnání koncentrací získaných metodou GCxGC-ECD s literárními hodnotami (Frame et al.) pro Aroclor 1254 ukázalo velmi dobrou shodu kromě PCB 77, kde došlo ke koeluci s PCB 110. Přidání organochlorovaných pesticidů do vzorku neovlivnilo stanovení dioxin-like PCB.

Přínosy a praktické využití metody

• Vysoká peak capacity umožňuje odhalit a kvantifikovat dioxin-like PCB i při nízkých hladinách.
• Selektivní druhá dimenze snižuje interferenci od ostatních PCB i pesticidů ve vzorku.
• Metoda je vhodná pro rutinní monitoring kvality životního prostředí a QA/QC v průmyslových laboratořích.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další optimalizace separace pro eliminaci koeluce kongenerů (např. PCB 77 a PCB 110).
• Rozšíření na širší škálu PCB kongenerů a kombinace s hmotnostní spektrometrií pro zvýšení selektivity.
• Automatizace a vysokopropustné analýzy pro rozsáhlé environmentální studie.

Závěr

GCxGC-ECD s selektivní kolónou ve druhé dimenzi významně zlepšuje separaci dioxin-like PCB, umožňuje spolehlivé kvantitativní stanovení i v komplexních environmentálních vzorcích a minimalizuje interferenci ze strany ostatních PCB či pesticidů.

Reference

• G.M. Frame, J.W. Cochran, S.S. Bowadt: Complete PCB Congener Distributions for 17 Aroclor Mixtures Determined by 3 HRGC Systems Optimized for Comprehensive, Quantitative, Congener-Specific Analysis. Journal of High Resolution Chromatography, 19 (1996), s. 657–668.