Fast GC/HRMS Quantification of 16 EC Priority PAH Components

Význam tématu

Polycyklické aromatické uhlovodíky (PAU) představují významnou skupinu environmentálních kontaminantů s prokázanými karcinogenními účinky. Regulace EU stanovuje přísné limity pro benzo[a]pyren a vybraných 15 prioritních PAU ve vybraných potravinách, zejména u dětských příkrmů a uzenin. Spolehlivá, citlivá a rychlá analýza těchto látek je klíčová pro ochranu spotřebitele a plnění legislativních požadavků.

Cíle a přehled studie

Studie se zaměřuje na vývoj a validaci rychlé metody GC/HRMS pro kvantifikaci 16 prioritních PAU dle doporučení EC a JECFA. Cílem bylo zkrátit dobu analýzy při zachování chromatografického rozlišení izomerů a vysoké selektivity pomocí vysokého rozlišení hmotnostní spektrometrie.

Použitá metodika

Analýza zahrnuje tři úrovně čištění extraktu před GC/MS:

• Pressurized Solvent Extraction (PSE) s n-hexanem na ASE 200 (Dionex) při 100 °C a 100 bar
• Gelová permeační chromatografie (GPC) na Bio-Beads S-X3 pro oddělení nízkomolekulových PAU od vyšších molekul
• Solid Phase Extraction (SPE) na modifikovaném ASPEC Xli se silikou deaktivovanou vodou pro odstranění polárních interferencí

Pro kvantifikaci byla použita metoda izotopického ředění s přídavkem 13C- a deuterovaných interních standardů před extrakcí.

Použitá instrumentace

• High Resolution GC/MS Thermo Scientific DFS s rozlišením 8000 (10 % valley)
• Gas chromatograf TRACE GC Ultra™ se split/splitless injektorem a kolónou TRACE-50MS (10 m × 0,1 mm × 0,1 µm)
• Autosampler TriPlus™ pro automatizovanou injekci 1,5 µL vzorku
• ASE 200 (Dionex) pro rychlou extrakci
• Bio-Beads S-X3 pro gelovou permeační chromatografii
• ASPEC Xli modifikovaný pro SPE na silice

Hlavní výsledky a diskuse

Implementace rychlé kolóny (10 m) snížila celkovou dobu analýzy ze 90 na 25 min při zachování rozlišení klíčových izomerů (např. benzo[b]fluoranthen vs. benzo[k]fluoranthen). Detekční limity byly odhadnuty na 0,005 µg/kg (LOD) a 0,015 µg/kg (LOQ) pro koření. Recovery se pohybovaly mezi 60 a 120 %. Metoda prokázala vysokou opakovatelnost a robustnost při měření benzo[a]pyrenu v kmínu na úrovni 0,02 µg/kg.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda poskytuje vysokou analytickou produktivitu a spolehlivou selektivitu potřebnou pro rutinní kontrolu potravinových surovin i hotových výrobků. Umožňuje rychlou detekci na úrovni legislatívních limitů a minimalizuje pracovní zatížení laboratoře díky automatizovaným krokům extrakce a čištění.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další optimalizace kolónových technologií pro ještě kratší analýzy, integrace UHPLC-GC či multidimenzionální chromatografie a rozšíření o screening nových neznámých PAU. Dále lze očekávat plnou automatizaci přípravy vzorků a využití datové analýzy s umělou inteligencí pro rychlejší zpracování výsledků.

Závěr

Vyvinutá metoda fast GC/HRMS pro 16 prioritních PAU kombinuje vysokou selektivitu, nízké detekční limity a výrazné zkrácení doby analýzy. Přispívá k efektivnímu dodržování legislativních norem a nabízí robustní řešení pro rutinní potravinářskou analytiku.

Reference

• COMMISSION REGULATION (EC) No 208/2005 of 4 February 2005 amending Regulation (EC) No 466/2001 as regards polycyclic aromatic hydrocarbons.
• COMMISSION RECOMMENDATION of 4 February 2005 on the further investigation into the level of polycyclic aromatic hydrocarbons in food.
• Summary and Conclusion of the JECFA Sixty-Fourth meeting, Rome 2005, JECFA/64/SC.
• Ziegenhals K., Jira W., High sensitive PAH method to comply with the new EU directives, European HR GC/MS Users Meeting, Venice 2007.
• Ziegenhals K., Jira W., Bestimmung der als prioritär eingestuften PAK in Lebensmitteln, Kulmbach Kolloquium 2006.
• Kleinhenz S., Jira W., Schwind K.-H., Dioxin and PCB analysis: automation and improvement of clean-up by example of spices, Mol Nutr Food Res 50 (2006) 362–367.