Analysis of Per- and Polyfluoroalkyl Substances in Soil Extracts

Význam tématu

Analýza per- a polyfluoroalkylových látek (PFAS) v půdních extraktech je klíčová pro environmentální monitoring a posuzování rizik. PFAS jsou vysoce stabilní, bioakumulativní a potenciálně toxické sloučeniny, jejichž nízké hladiny v matrix mohou být ovlivněny adsorpcí na laboratorní materiály nebo kontaminací z použitých spotřebních pomůcek. Optimalizace pracovního postupu proto minimalizuje ztráty analytů a falešné signály.

Cíle a přehled studie

V této aplikační poznámce Agilent Technologies autoři popisují systematické vyhodnocení jednotlivých kroků workflow při analýze 25 typických PFAS v půdních extraktech. Hlavním cílem bylo zamezit ztrátám způsobeným adsorpcí či interferencím a navrhnout ověřené materiály a postupy během skladování vzorků, extrakce, filtrace, chromatografie a detekce LC-MS/MS.

Použitá instrumentace

• Kapalinový chromatograf Agilent 1290 Infinity II LC
• Mass spektrometr Agilent 6470 QqQ s ESI Jet Stream
• ZORBAX RRHD Eclipse Plus C18 kolona 2,1×100 mm, 1,8 µm
• InfinitiLab PFC Delay kolona pro potlačení PFAS pozadí

Použitá metodika a spotřební materiály

Výchozí metody vycházely z EPA 8327 a ASTM D7968/7979. Klíčové kroky:

• Příprava standardů a surrogátů ve vodno-acetonitrilových roztocích, skladovaných v polypropylenových nádobách při ≤6 °C s následným vyhříváním a mícháním pro zajištění úplné homogeneizace.
• Extrahování půdního vzorku (sandy loam) s pufrovanou směsí methanol-voda, následně pH úprava, rotace, odstředění.
• Filtrace supernatantu jednorázovými Agilent Captiva RC filtrech (regenerovaná celulóza), které nepotřebují předchozí vypláchnutí.
• LC gradient s mobilními fázemi A (20 mM NH₄OAc ve 95 % H₂O/5 % ACN) a B (10 mM NH₄OAc ve 95 % ACN/5 % H₂O), průtok 0,3–0,4 mL/min.
• MS/MS nastavení: negativní ionizace, optimalizované fragmentory a kolizní energie, monitoring 61 MRM přechodů.

Hlavní výsledky a diskuse

• Polypropylenové centrifugační zkumavky, jednorázové stříkačky a Captiva RC filtry jsou bez detekovatelných PFAS pozadí (měření <½ LLOQ).
• Stabilita standardů v polypropylenových nádobách vyžaduje vyhřívání na 50 °C po 30 min a míchání, jinak dochází ke ztrátám dlouhořetězcových kyselin.
• Některé analyty (8:2 FTS) vykazují výraznou maticovou ionizační amplifikaci; prokazuje se koeluce s neznámou složkou v půdním extraktu.
• Metodické limity kvantifikace (LLOQ) dosahují 5 ng/L v roztoku a 25 ng/kg v půdní matrix s akceptovatelnými recovery 50–150 % pro cílové látky a 70–130 % pro surrogáty.

Přínosy a praktické využití metody

Navržený workflow přináší:

• Spolehlivou a reprodukovatelnou analýzu nízkokoncentrovaných PFAS v půdních materialechech.
• Minimalizaci času a objemu organických rozpouštědel díky eliminaci předúpravy spotřebního materiálu.
• Kompatibilitu se standardy EPA a ASTM pro rutinní monitorovací laboratoře.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se širší aplikace workflow na další matrice (sedimenty, sludže), rozšíření spektra PFAS (nové náhrady) a integrace s high-resolution MS pro strukturální elucidaci vzácných sloučenin. Dále je perspektivní automatizace extrakce a filtrace pro vysokopropustné laboratorní platformy.

Závěr

Komplexní testování spotřebního materiálu a optimalizované pracovní postupy výrazně zvyšují spolehlivost kvantifikace PFAS v půdách. Použití polypropylenových nádob, jednorázových stříkaček a regenerovaných celulózových filtrů eliminuje kontaminaci a adsorpční ztráty, což je zásadní pro dosažení nízkých metodických limitů.

Reference

1. EPA SW-846 Method 8327, 2019.
2. ASTM D7968-17a a D7979-19.
3. Sörengård M. et al., J. Chromatogr. A, 2020, 1609:460430.
4. Gao Y. et al., Anal. Methods, 2018, 10:5715–5722.
5. Nakayama S. F. et al., J. Chromatogr. A, 2020, 1615:460933.