Confirmation of Low Level Dioxins and Furans in Dirty Matrix Samples using High Resolution GC/MS

Význam tématu

Dioxiny a furany představují vysoce toxické látky s kumulativní toxicitou vyjádřenou jako TEQ. S postupným snižováním kontaminace v potravinách a životním prostředí je potřeba vysoce citlivých analytických metod pro detekci stopových množství i v komplexních matricích s výraznými maticovými interferencemi.

Cíle a přehled studie

• Ověřit schopnost vysokorozlišovací GC/MS (HRGC/HRMS) Thermo Scientific DFS detekovat dioxiny/furany na úrovni femtogramů v náročných („dirty“) vzorcích.
• Stanovit citlivost, stabilitu a opakovatelnost analýzy na standardních roztocích 2,3,7,8-TCDD a na reálném vzorku krevní plazmy.
• Zajistit soulad s požadavky EPA Method 1613 Rev. B a evropskými směrnicemi týkajícími se potvrzovacích iontových poměrů a LOQ.

Použitá metodika a instrumentace

Analýza proběhla na systému Thermo Scientific DFS HRGC/HRMS spojeném s TRACE GC Ultra a autosamplerem TriPlus. Pro separaci byl použit kolona TRACE TR-5MS (60 m × 0,25 mm × 0,10 μm) s programem: 120 °C/3 min, 19 °C/min do 210 °C, 3 °C/min do 275 °C, 20 °C/min do 300 °C. Injektor v režimu splitless s technikou „hot needle“. Detekce v režimu MID (multiple ion detection) s rozlišením 10 000 (10 % valley), elektronovou ionizací (EI) při 48 eV. Jako referenční látka sloužil FC43 pro kontinuální lock a cali m/z.

Hlavní výsledky a diskuse

• Při injekci 20 fg/μL TCDD bylo dosaženo poměru signál/šum > 500:1, což potvrzuje excelentní citlivost.
• Stabilita systému byla demonstrována 72 opakovanými injekcemi 17 fg/μL TCDD, přičemž iontové poměry zůstaly v toleranci ±15 %.
• Reálný vzorek krevní plazmy s 20 fg/μL TCDD prokázal splnění požadavků EPA 1613 na potvrzovací poměry i při náročné matici.
• Navržený chromatografický protokol umožnil spolehlivou separaci všech PCDD/F kongenerů i při zkráceném čase analýzy.

Přínosy a praktické využití metody

• Metoda dosahuje detekce v řádu fg, což rozšiřuje možnosti monitoringu potravin, biologických a environmentálních vzorků.
• Vysoká selektivita HRMS poskytuje právně nezpochybnitelné výsledky pro regulované analýzy.
• Systém nabízí dlouhodobou stabilitu, vysokou průchodnost vzorků a minimální iontové kontaminace zdroje.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další snižování LOQ díky optimalizaci iontových zdrojů a elektronové ionizace.
• Integrace automatizované přípravy vzorků a miniaturizace pro zvýšení throughputu.
• Rozšíření aplikace vysokorozlišovací hmotové spektrometrie na další environmentální a potravinářské analyty.

Závěr

Systém Thermo Scientific DFS HRGC/HRMS prokázal výjimečnou citlivost, selektivitu a robustnost při analýze nízkých hladin dioxinů a furanů v náročných matricích. Splňuje požadavky EPA Method 1613 Rev. B i evropských směrnic, což jej činí ideálním nástrojem pro rutinní QA/QC i výzkum.

Reference

• Lorber M. A pharmacokinetic model for estimating exposure of Americans to dioxin-like compounds in the past, present, and future. Sci Total Environ. 2002;288:81-95.
• US EPA. Exposure and Human Health Reassessment of 2,3,7,8-TCDD and Related Compounds. EPA/600/P-00/001Be; 2000.
• Council Directive 2006/13/EG. Official Journal of the European Communities L32/44; 2006.
• Council Directive 96/23/EC. Official Journal of the European Communities L221/8; 2002.
• Council Directive 2002/69/EC. Official Journal of the European Communities L209/5; 2002.
• Council Directive 2002/70/EG. Official Journal of the European Communities L209/15; 2002.
• EPA Method 1613 Rev. B. Tetra- through Octa-Chlorinated Dioxins and Furans by ID HRGC/HRMS. U.S. EPA; 1994.
• Patterson DG Jr et al. Lecture at 26th Int. Symp. Halogenated POPs, Oslo, Norway; 2006.
• Turner WE et al. Poster at 26th Int. Symp. Halogenated POPs, Oslo, Norway; 2006.