Identification and Quantitation of PCB Aroclor Mixtures in a Single Run Using the Agilent 7000B Triple Quadrupole GC/MS

Význam tématu

Polychlorované bifenyly (PCB) v podobě standardních směsí Aroclor jsou vysoce perzistentní a toxické organické znečišťující látky. Tradiční analýza pomocí GC/ECD často selhává v důsledku maticových interferencí a nedostatečné selektivity. Vyvinutí citlivé a spolehlivé metody schopné detekovat a kvantifikovat jednotlivé Aroclory v jediné analýze má klíčový význam pro environmentální monitoring, zdravotní diagnostiku i průmyslovou kontrolu kvality.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem aplikace bylo navrhnout a ověřit novou analytickou metodu na platformě Agilent 7000B Triple Quadrupole GC/MS v režimu MS/MS. Metoda umožňuje identifikovat a kvantifikovat jednotlivé Aroclory ve směsích bez předchozí náročné předúpravy vzorku. Byly využity principy EPA metod 8082 a 8270, vzorky zeminy a krve sloužily k demonstračnímu ověření.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika stojí na vícenásobném sledování reakcí (MRM) specifických pro homologue třídy chlorace. Použitý přístrojový soubor:

• Agilent 7890A GC s kolonkou HP-5 MS UI (30 m×0,25 mm×0,25 µm), splitless injektor, heliový nosný plyn (1 mL/min), programované pece (70 °C / 1,5 min, +16 °C/min do 200 °C, hold 1,5 min).
• Agilent 7000B Triple Quadrupole MS v režimu EI-MRM, zdroj 280 °C, kvadrupól 300 °C, kolizní plyn konstantní průtok 2,5 mL/min.
• Standardní roztoky Aroclorů (1016–1268) v isooktanu, interní standard acenaphthen -d10.
• Kali­brační křivky ve 5 bodech (25–400 ng/mL) s výpočtem relativního faktoru (RRF) v softwaru MassHunter.

Hlavní výsledky a diskuse

1. Vytvoření jediné kombinované tabulky kalibračních křivek, která ukládá kvantifikační i kvalifikační iontové poměry s povolenými intervaly. Poměry mimo interval indikovaly přítomnost interferencí.
2. Analýza referenčního vzorku půdy: GC/ECD selhalo kvůli rušení, metoda GC/MS/MS jednoznačně identifikovala Aroclor 1248 a stanovila koncentraci 1,407 ppb.
3. Vyhodnocení krevních extraktů obohacených o Aroclor 1254 a 1260 v hladinách 5 a 50 ppb: metoda přesně kvantifikovala Aroclor 1254 (4,24 a 43,14 ppb) a Aroclor 1260 (4,89 a 48,98 ppb). Přes částečnou koeluci byli vyu­žiti čtyři charakteristické tranzice pro každou směs a odborná interpretace dat.

Přínosy a praktické využití metody

• Odstranění zásadních maticových interferencí, zvýšení selektivity a citlivosti oproti GC/ECD.
• Rychlá identifikace a kvantifikace více Aroclorů v jediném běhu bez předúpravy.
• Univerzální aplikace na různé matice včetně půdy, biologických vzorků, průmyslových odběrů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření MRM metodiky na další perzistentní organické znečišťující látky.
• Integrace s automatizovanými předúpravami a on-line monitoringem kontaminantů.
• Použití pokročilých algoritmů a strojového učení pro automatizovanou interpretaci vzorců MRM dat.

Závěr

Použití Agilent 7000B Triple Quadrupole GC/MS v režimu MS/MS s kombinovanou kalibrací a MRM přináší průlom v analýze směsí PCB Aroclor. Metoda přináší vysokou selektivitu, citlivost a schopnost spolehlivě detekovat a kvantifikovat jednotlivé směsi v komplexních maticích bez zdlouhavých úprav vzorků.

Reference

• Frame M., Cochran J.W., Bøwadt S.S. Complete PCB congener distributions for 17 aroclor mixtures determined by three HRGC systems optimized for comprehensive, quantitative, congener-specific analysis. J. High Res. Chromatog. 19, 657–668 (1996)