Comparing Additives and Other Extractables From Primary and After-Market Cell Phone Cases by High Resolution Gas Chromatography Time-of-Flight Mass Spectrometry

Význam tématu

Rostoucí rozmanitost materiálů používaných pro výrobu ochranných obalů na mobilní telefony klade vysoké nároky na jejich mechanickou odolnost, estetiku a chemickou bezpečnost. Analýza extrahovatelných látek (additiv a dalších kontaminantů) pomáhá odhalit, jaké sloučeniny mohou migrovat z plastu do okolí či na kůži uživatele. Díky tomu lze lépe porozumět životnosti produktu, jeho vlivu na zdraví a také optimalizovat receptury polymerních směsí pro zvýšení kvality a trvanlivosti.

Cíle a přehled studie / článku

Úkolem studie bylo porovnat profil přidaných látek (plasticizerů, retardérů hoření, změkčovadel, stabilizátorů a vůní) u primárních, značkových obalů a poctovaných neoriginálních (after-market) verzí. Metodou vysokorozlišující plynové chromatografie spojené s časově-of-flight hmotnostní spektrometrií (GC-HR-TOFMS) autoři identifikovali a kvantifikovali extrahovatelné sloučeniny z řady nových i použitých vzorků tvarovaných z měkčených i tvrdých plastů.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky: kousky obalů (2–4 mm²) z 6 typů primárních a 6 typů neoriginálních pouzder, nových i použitých.
Příprava vzorků: sonikace v dichlormethanu po dobu 1 hodiny.
Separační analýza: Pegasus GC-HRT (LECO) s kolonou Rxi-5MS (30 m × 0,25 mm × 0,25 µm), injekce 1 µl splitless, teplotní program 40 °C (1,5 min) → 310 °C (rampou 20 °C/min, držení 30 min).
Detekce: TOF-MS sběr signálu 50–1000 m/z, zdroj 280 °C. Data byly prohledány v komerčních knihovnách MS, nízké skóre ověřeno přesnou hmotnostní spektrometrii.

Hlavní výsledky a diskuse

Identifikováno více než 30 různých plasticizerů, změkčovadel, antioxidantů, UV stabilizátorů a vůní.
Tvrdé obaly obsahovaly převážně tvrdící přísady a méně mobilních extrahovatelných látek, zatímco měkké pouzdra byly bohatší na epoxidové změkčovadla, ftaláty a aromatické vůně.
Primární značkové vzorky vykazovaly vyšší zastoupení dražších retardérů hoření a UV stabilizátorů (např. triphenylfosfát, Irganox 1076), u neoriginálních se častěji vyskytovaly jednoduché ftaláty a fenoly z kožních kontaminantů (krémy, repelenty).
U použitých vzorků byly zaznamenány stopy složek z kosmetiky a dezinfekčních přípravků (squalen, oxybenzon, homosalát), zejména absorbovaných do měkkých polymerů.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá a ne-cílená identifikace širokého spektra extrahovatelných látek z plastových výrobků.
• Možnost diferencovat materiály podle typu polymeru a přísadové receptury.
• Podpora hodnocení bezpečnosti spotřebních plastů a návrh optimalizovaných složení pro lepší odolnost a sníženou migraci.

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozvoj databází vysokorozlišující MS ke zpřesnění ne-cílených screeningů extraktů z materiálů.
Integrace s metabolomikou pro sledování expozice lidí migrujícím látkám.
Rozšíření metodiky na hodnocení obalových materiálů potravin a kosmetiky pro celkovou chemickou bezpečnost výrobků.
Využití umělé inteligence a strojového učení ke klasifikaci plastů podle analytických profilů.

Závěr

GC-HR-TOFMS se ukázala jako účinný nástroj pro ne-cílenou analýzu extrahovatelných látek z primárních i neoriginálních obalů mobilních telefonů. Studie prokázala jasné rozdíly v chemickém složení podle typu materiálu a výrobce, což je klíčové pro návrh bezpečnějších a trvanlivějších polymerních produktů.

Reference

Christina Nieh, Jeff Patrick, Joe Binkley: Comparing Additives and Other Extractables From Primary and After-Market Cell Phone Cases by High Resolution GC-TOFMS, LECO Corporation, 2023.