BEIS (Boost efficiency IS). High sensitivity ion source for GC MS/MS

Význam tématu

Analýza polychlorovaných dibenzo-p-dioxinů (PCDD/PCDF) patří mezi nejnáročnější úlohy v oblasti potravinové a environmentální bezpečnosti. Díky nízkým regulačním limitům (v řádu pg na gram či mikrolitr) je nezbytné dosahovat maximální citlivosti a reprodukovatelnosti při použití GC-MS/MS.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem popsané technologie BEIS (Boost Efficiency Ion Source) je optimalizovat konstrukci elektronové pistole a iontového zdroje tak, aby se výrazně zvýšila ionizační účinnost, čímž dojde k až čtyřnásobnému nárůstu signálu bez nutnosti zvýšení emisního proudu.

Použitá metodika a instrumentace

Implementace BEIS spočívá v úpravě průměru elektronové pistole a přizpůsobení vnitřní geometrie iontového zdroje. Pro experimenty byl použit plynový chromatograf spojený s tandemovým hmotnostním spektrometrem Shimadzu TQ8050NX vybavený zdrojem BEIS.

Hlavní výsledky a diskuse

• Citlivost analýzy dioxinů se zvýšila 3–4násobně v porovnání s předchozím zdrojem (měřeno na standardních kongenerech jako 2,3,7,8-TCDD či 1,2,3,7,8-PeCDD).
• Detekční limit pro octafluoronaphthalen (OFN) klesl pod 0,3 fg.
• Za poloviční emisní proud (150 μA místo 300 μA) byla zachována nebo dokonce zlepšena intenzita signálu, což přispívá k delší životnosti filamentu.
• Stabilita citlivosti byla udržena nad 500 injekcemi, bez výrazné dezintegrované ztráty signálu pro jednotlivé PCDD/PCDF kongenery.

Přínosy a praktické využití metody

• Umožňuje splnit a překonat stále přísnější evropské a mezinárodní limity pro dioxiny v potravinách a krmivech.
• Zvýšení citlivosti usnadňuje detekci stopových analytů bez nutnosti navyšovat emisní proud a tím šetří životnost zdroje.
• Technologie je optimální pro analýzu perzistentních organických látek (POPs), zejména dioxinů.
• Pro některé méně náročné aplikace (např. pesticidy) postačuje klasický iontový zdroj, doporučuje se zohlednit poměr výkon/cena a životnost filamentu.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další optimalizace zdrojů vedoucí k lepšímu poměru citlivost vs. životnost komponent.
• Aplikace BEIS v automatizovaných stanoveních environmentálních vzorků či komplexních potravinových matric.
• Rozšíření technologie na jiné ultra-stop analýzy, jako jsou bromované zpomalovače hoření či per- a polyfluorované látky (PFAS).

Závěr

Technologie BEIS představuje významný krok ve vývoji iontových zdrojů pro GC-MS/MS: přináší až čtyřnásobné zvýšení citlivosti, zajišťuje dlouhodobou stabilitu přes stovky měření při nižším emisním proudu a zároveň podporuje dodržení přísných mezinárodních regulačních norem pro dioxiny.