GC/MSD, SPME
ZaměřeníŽivotní prostředí, Nebezpečné látky
VýrobceVýznam tématu
Analýza těkavých organických látek (VOC) je klíčová v mnoha oblastech, od forenzní chemie při vyšetřování příčin požárů až po environmentální nebo potravinářskou kontrolu.
Technika mikroextrakce na tuhou fázi (SPME) v kombinaci s plynovou chromatografií a hmotnostní detekcí (GC/MS) nabízí rychlou, bezrozpouštědlovou, vysoce citlivou a opakovatelnou přípravu vzorků.
Cíle a přehled studie
Cílem bylo porovnat absorpční a adsorpční schopnosti šesti komerčních SPME vláken při extrakci par organických látek různé volatility a polarity.
Experimenty se zaměřily na modelové směsi:
- směs sedmi sloučenin (n-hexan, aceton, trichlorethylen, toluen, n-propanol, n-oktan, 1,2-dichlorbenzen) při nízkých (1–4 ppm) a vysokých koncentracích par,
- směs tří alifatických (n-heptan, isooktan, n-oktan) a tří aromatických (toluen, ethylbenzen, 1,2,4-trimethylbenzen) uhlovodíků (~50 ppm).
Použitá metodika a instrumentace
SPME vlákna testovaná na Institutu ochrany obyvatelstva:
- PDMS (nepolární),
- CW/DVB, CAR/PDMS, PDMS/DVB, DVB/CAR/PDMS (bipolární),
- PEG (polární).
Vzdušné směsi připravena dynamickým kalibrátorem SYCOS K-DPG a odběr do teflonových vaků.
Podmínky extrakce:
- nízké koncentrace: 25 °C, 10 min,
- vysoké koncentrace nad kapalnou fází (80 °C po 30 min): 10 min.
GC/MS EM 640 s kolonkou HP-5 MS (25 m × 0,32 mm, 1 μm), program 40→130 °C (5 °C/min) →220 °C (20 °C/min), scan 30–400 amu.
Hlavní výsledky a diskuse
Nejvyšší extrakční kapacitu vykazují vlákna obsahující divinylbenzen (CW/DVB, PDMS/DVB).
Ostatní bipolární materiály (DVB/CAR/PDMS, CAR/PDMS) a PEG dosahují o 1–2 řády nižších výtěžků.
Nejnižší množství zachycuje úplně nepolární PDMS.
Polarita vlákna ovlivňuje selektivitu:
- polarita málo ovlivňuje sorpci na bipolárních materiálech – rozhodující je bod varu,
- PEG preferuje polární látky (heptanol, aceton),
- PDMS extrahuje rovnoměrně látky, přičemž preferuje nepolární sloučeniny.
Ve směsi alifatických/aromatických uhlovodíků dominoval PDMS/DVB a PEG v selektivitě na aromáty, nepolární PDMS zachytil relativně více alifatů.
Přínosy a praktické využití metody
SPME-GC/MS umožňuje:
- rychlé a ekonomické stanovení potenciálních akcelerantů hoření pro forenzní laboratoře HZS,
- minimalizaci spotřeby rozpouštědel a redukci času přípravy,
- univerzální použití pro volatilní i méně těkavé sloučeniny v různých matrikách,
- reprodukovatelné výsledky s možností přenosu metodiky do rutinní praxe.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekávaný vývoj zahrnuje:
- nové polymerní a hybridní povlaky s vyšší selektivitou a kapacitou,
- miniaturizovaná a přenosná GC/MS zařízení pro terénní analýzu,
- automatizované SPME systémy s on-line integrací,
- rozšíření aplikací do environmentální monitorace, potravinové kontrolní laboratoře a klinické diagnostiky.
Závěr
Komplexní srovnání SPME vláken potvrdilo klíčový vliv povlakové chemie na výtěžnost a selektivitu extrakce VOC. Vlákna s divinylbenzenem nabídla nejvyšší sorpční kapacitu, zatímco PDMS zajistilo vyrovnané zastoupení látek odpovídající jejich koncentraci. Výběr vhodného vlákna podle analyzované třídy sloučenin je zásadní pro spolehlivou identifikaci a kvantifikaci potencionálních akcelerantů hoření i dalších VOC.
Reference
- Optimalizace výkonu státního požárního dozoru zjišťováním příčin vzniku požárů. MV – GŘ HZS ČR, Praha 2008.
- Arthur C.L., Woolley C., LC.GC, 10, 1992, s. 656.
- Mani V., Woolley C., LC.GC, 13, 1995, s. 734.
- SPME – mikroextrakce tuhou fází. Příprava vzorku v jednom kroku. Sigma Aldrich, Praha.
- Čapoun T., Krykorková J., Urbanová D., Ločárková P. Metodiky analýzy organických látek mobilním plynovým chromatografem s hmotnostním detektorem EM 640 III. Těkavé organické látky v různých matricích. Výzkumná zpráva. Lázně Bohdaneč, MV – GŘ HZS ČR, Institut ochrany obyvatelstva 2008.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.