Analysis Method of Polybrominated Diphenyl Ethers Using GC-MS and GC-MS/MS Coupled With an Automated Identification and Quantitation System with a Database

Význam tématu

Polybromované difenylétery (PBDE) jsou skupinou 209 izomerů používaných jako zpomalovače hoření. Mají vysokou perzistenci a bioakumulaci, což představuje riziko pro životní prostředí a zdraví. Přesná detekce a kvantifikace PBDE v komplexních matricích, jako jsou sedimenty, je nezbytná pro monitorování znečištění a hodnocení expozičního rizika.

Cíle a přehled studie

Studie představuje metodiku pro stanovení PBDE v sedimentu kombinací automatizované databáze AIQS-DB s GC-MS a GC-MS/MS. Cílem bylo snížit závislost na drahých C13-značených vnitřních standardech u méně toxických izomerů a současně dosáhnout vysoké přesnosti a selektivity u izomerů s vyšší toxicitou a četností výskytu.

Použitá metodika

Vzorky suchého sedimentu extrahované Soxhletovou metodou v toluenu (20 h) procházely kyselou deproteinací, sodíkovým síranem a odstraněním síry aktivním mědí. Čištění extraktu proběhlo na Florisil kolonkách, koncentrace a výměna rozpouštědla na nonan. Identifikace a semi-kvantifikace probíhala automatizovaně pomocí AIQS-DB, která zahrnuje předpověď retenčních indexů, hmotnostní spektra a interní kalibrační křivky.

Použitá instrumentace

• GC-MS/MS systém Shimadzu GCMS-TQ8030
• Kolona Rtx-1614 (15 m × 0,25 mm × 0,10 µm)
• Režim splitless, objem injekce 1 µl, teplota injektoru 320 °C
• Program teploty kolony: 140 °C (3 min), 5 °C/min do 320 °C (5 min)
• Detekce: SIM pro GC-MS, MRM pro GC-MS/MS

Hlavní výsledky a diskuse

Retenční časy predikované AIQS-DB se od skutečně naměřených lišily maximálně o 0,14 min. U sedimentu obohaceného PBDE (50 ng/ml) byly polokvantitativní výsledky v rozmezí 53,7–68,5 ng/ml pro většinu izomerů, s výjimkou BDE-190, u něhož docházelo ke koeluci interferencí. Opakovatelnost metodiky na úrovni 2,4–5,8 % RSD a lineární kalibrační křivky (R 2 > 0,9996) potvrzují vysokou spolehlivost. Porovnání kvantitativních výsledků z GC-MS, GC-MS/MS a HR-GCMS ukázalo shodu do 10 % rozdílu.

Přínosy a praktické využití metody

• Automatizace identifikace a semi-kvantifikace snižuje potřebu drahých standardů a lidské práce.
• GC-MS/MS selektivně detekuje PBDE i v přítomnosti složitých matric.
• Metoda je dostupná pro laboratoře s omezeným rozpočtem a vhodná pro rutinní environmentální monitoring.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření AIQS-DB o další perzistentní organické polutanty a degradanty.
• Využití strojového učení k vylepšení predikce retenčních indexů a spekter.
• Integrace s vysokým rozlišením hmotnostní spektrometrie a ambientními ionizačními technikami pro rychlé screeningy.
• Přenosné analyzátory pro terénní analýzy PBDE.

Závěr

Propojení automatizované databáze AIQS-DB s GC-MS a GC-MS/MS umožňuje spolehlivou identifikaci a kvantifikaci PBDE v sedimentu. Metoda minimalizuje využití drahých vnitřních standardů a efektivně se vyrovnává s matricovými interferencemi, což ji předurčuje k širokému využití v environmentálních laboratořích.

Reference

1. Kadokami K., Tanada K., Taneda K., Nakagawa K. Novel gas chromatography-mass spectrometry database for automatic identification and quantification of micropollutants. J Chromatogr A. 2005;1089:219-226.