Analysis of Dioxins and Furans on a Xevo G2-XS QTof with APGC Using a QuEChERS Extraction Method

Aplikace, Technické články | 2017 | WatersInstrumentace
GC/MSD, GC/MS/MS, GC/HRMS, Příprava vzorků, GC/Q-TOF, GC/API/MS, LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
Zaměření
Životní prostředí, Potraviny a zemědělství
Výrobce
Waters

Význam tématu


Dioxiny a furany patří mezi perzistentní organické polutanty (POPs) s prokázanou toxicitou a karcinogenním efektem. Monitoring jejich koncentrací v sedimentu je klíčový pro hodnocení kontaminace životního prostředí a rizika pro lidské zdraví. Tradiční metody analýzy vyžadují časově náročnou přípravu vzorků a drahé magnetické sektorové hmotnostní spektrometry.

Cíle a přehled studie


Cílem studie bylo vyvinout rychlou, cenově efektivní a zároveň výkonnou metodu pro stanovení dioxinů ve vodním sedimentu. Použitá kombinace QuEChERS extrakce a atmosférické tlakové GC (APGC) s QTof detekcí na přístroji Xevo G2-XS měla splnit požadavky EPA metody 1613 a zároveň zvýšit průtok vzorků a snížit náklady.

Použitá metodika a instrumentace


  • QuEChERS extrakce: jednofázový acetonitrilový extrakt s následnou výměnou solventu na hexan a čištěním na uhlíkové kolonce.
  • GC-analýza: Atmosférická tlaková GC (APGC) zdroj spojený s masovým spektrometrem Xevo G2-XS QTof.
  • Kolonka: Restek Rtx-Dioxin2 ve variantách 20 m, 30 m a 40 m pro optimalizaci rozlišení a průtoku.
  • Software: MassLynx MS pro řízení analýzy a vyhodnocování dat.

Hlavní výsledky a diskuse


  • Čas úpravy vzorků se zkrátil z 4–5 dnů na přípravu 10 vzorků až na 1 den pro 30 vzorků.
  • APGC umožňuje pracovní průtoky až 3–4 mL/min, čímž se dostane runtimů pod 15 minut na vzorek při zachování dostatečného separačního výkonu.
  • Při vyšších průtocích dochází k mírnému snížení rozlišení, avšak klíčové kongenery jsou kvantitativně odděleny díky specifické fázi Rtx-Dioxin2.
  • Optimalizace délky kolonky ukázala, že kratší (20 m) kolony přinášejí nižší zpětný tlak, vyšší průtok a runtimy <15 min bez významné ztráty separace.
  • Kalibrační křivka pro 2,3,7,8-TCDD vykázala v rozsahu 0,5–200 pg lineární závislost (R2 = 0,9993).
  • Analýza referenčního materiálu NIST 1944 prokázala shodu výsledků mezi APGC-QTof a magnetickou sektorem, s lepší konzistencí u vybraných kongenerů.

Přínosy a praktické využití metody


  • 15× vyšší kapacita vzorkování než u standardních GC-HRMS metod.
  • Výrazné snížení nákladů na rozpouštědla díky QuEChERS postupu.
  • Nižší nároky na odborný personál díky zjednodušené přípravě vzorků.
  • Možnost rychlého screeningu většího počtu lokalit pro hodnocení kontaminace sedimentů.

Budoucí trendy a možnosti využití


  • Rozšíření platformy APGC-QTof pro neregistrované (non-target) analýzy POPs a screening nových kontaminantů.
  • Integrace dalších ionizačních zdrojů (ESI, APCI, UniSpray) pro širší škálu analytů.
  • Automatizace QuEChERS extrakce pro vysoce výkonné laboratoře a průmyslovou QA/QC.
  • Využití v environmentálním monitoringu a rychlých krizových odečtech kontaminace.

Závěr


Kombinace modifikované QuEChERS extrakce a APGC-QTof analýzy na přístroji Waters Xevo G2-XS poskytuje rychlou, spolehlivou a ekonomickou alternativu k tradičním magnetickým sektorovým HRMS metodám. Metoda splňuje limity EPA 1613 a umožňuje výrazné zkrácení doby analýzy a snížení nákladů při zachování přesnosti a reprodukovatelnosti.

Reference


  1. Dioxins and Furans Factsheet (2012) Environmental Protection Agency. https://archive.epa.gov/epawaste/hazard/wastemin/web/pdf/dioxfura.pdf
  2. Stockholm Convention Website (2012) http://chm.pops.int/Home/tabid/2121/Default.aspx
  3. Reiner EJ. (2010) Mass Spectrom Rev. 29:526–559.
  4. Perelo LW. (2010) J Hazard Mater. 177:81–89.
  5. Anastassiades M., Lehotay SJ., Stajnbaher D., Schenck FJ. (2003) J AOAC Int. 86:412–431.
  6. Haimovici L., Reiner EJ., Besevic S., Jobst KJ., Robson M., Kolic T., MacPherson KA. (2016) Anal Bioanal Chem. 408:4043–4054.
  7. Richman L., Haimovici L., Kolic T., Besevic S., Reiner E. (2016) J Environ Prot. 7:453–461.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Waters Application Notes - Environmental
Dioxins and Furans Analysis
Dioxins and Furans Analysis
2021|Waters|Brožury a specifikace
APGC-MS/MS Investigation of a Complex Mixture of Polyhalogenated Dioxins and Furans (PXDD/Fs) Generated in Fire Debris
CONFIRMATION OF DIOXINS AND DIOXIN-LIKE SUBSTANCES AT SUB-FEMTOGRAM LEVELS USINGATMOSPHERIC PRESSURE GAS CHROMATOGRAPHY (APGC) MS/MS