Ultra-fast LC-MS/MS Analysis of PFAS in Environmental Samples

Význam tématu

Per- a polyfluorované alkylové látky (PFAS) jsou extrémně odolné sloučeniny široce používané v průmyslu i spotřebním zboží pro své hydrofobní a olejofobní vlastnosti. Jejich perzistence a toxicita vyvolávají obavy z kontaminace vodních zdrojů a vlivu na lidské zdraví, což vede k zavádění regulačních limitů (např. US EPA 70 ppt pro PFOA a PFOS).

Cíle a přehled studie

Cílem práce bylo demonstrovat ultrarychlou a citlivou metodu přímé injekce do LC-MS/MS (Shimadzu UFMS™) pro stanovení 49 PFAS v prostředí. Metoda vychází ze standardu ASTM D7979 a ukazuje rychlý průběh analýzy, nízké limity detekce a robustní kvantifikaci ve vodách povrchových, podzemních i odpadních.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky: 5 mL vody, 1:1 ředění metanolem, přídavek izotopicky značených surrogátů, víření, filtrace a úprava pH acetikou.
Chromatografie: Shim-pack GIST Phenyl-Hexyl 2,1×100 mm, 40 °C; dvoufázová gradientní eluce (amonný acetát/voda vs. acetonitril); celkový běh 20 min, PFAS eluují do 13 min.
Spektrometrie: Shimadzu LCMS-8060 s ESI, collision cell UFsweeper™, rychlost MRM 555 přechodů/s, polarity switching 5 ms, 74 MRM přechodů.
Opatření proti kontaminaci: použití delay column k oddálení PFAS z pozadí, PFAS-free spotřební materiál a opakované proplachy metodními blanky.

Hlavní výsledky a diskuse

Chromatografické oddělení 49 PFAS: všechny cílové sloučeniny se elují do 13 minut s dobrým rozlišením i izomerů (PFOS, PFHxS).
Limity detekce: 0,6–5,4 ng/L pro 44 sloučenin; fluorotelomerové kyseliny kalibrované 100–4000 ng/L dosahují obdobných výkonů.
Linearity: regresní koeficienty R2 >0,99 (1/x vážení, bez počátku ordináty).
Přesnost a trvanlivost standardů: recovery 84–113 %, RSD <15 %; stabilita ve 50 % metanolu; nutnost víření LC vialů před injekcí pro dlouhé řetězce; materiál vialů (sklo vs. PP) nemá zásadní vliv.

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazné zkrácení doby analýzy a snížení pracovní zátěže díky přímé injekci bez SPE.
• Vysoká citlivost vhodná pro sledování regulatorních limitů i rozšířeného spektra PFAS.
• Robustní protokol kompatibilní se standardy ASTM D7979 a EPA metodami pro pitné i environmentální vody.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření panelu o nové PFAS alternativy (GenX a další přechodné sloučeniny).
• Aplikace vysokorychlostní MRM techniky na půdní, potravinové a biologické matice.
• Integrace do rutinního monitoringu a podpůrných kontrol kvality v souladu s přísnějšími regulacióní.

Závěr

Ultrafast LC-MS/MS metoda na Shimadzu LCMS-8060 pro PFAS nabízí rychlý, citlivý a spolehlivý přístup k analýze 49 sloučenin v environmentálních vzorcích. Přímá injekce, vysoká skenovací rychlost a nízké limity detekce zajišťují efektivní monitoring a podporu dodržování limitů při minimální kontaminaci pozadí.

Reference

1. U.S. Environmental Protection Agency. EPA Method 537 Version 1.1: Determination of Selected Perfluorinated Alkyl Acids in Drinking Water by SPE and LC-MS/MS, 2009.
2. ASTM International. ASTM D7979-17: Standard Test Method for Determination of Perfluorinated Compounds in Water, Sludge, Influent, Effluent and Wastewater by LC-MS/MS, 2017.
3. ASTM International. ASTM D7968-17a: Standard Test Method for Determination of Perfluorinated Compounds in Soil by LC-MS/MS, 2017.
4. U.S. Environmental Protection Agency. EPA Method 537.1 Version 1.0: Inclusion of GenX and Four Additional PFAS in Drinking Water, 2018.
5. Shimadzu Corporation. White Paper C10G-E074: Ultra-fast LC-MS/MS Analysis of PFAS in Environmental Samples, 2019.