GC/MSD, GC/MS/MS, GC/HRMS, Příprava vzorků, GC/Q-TOF, GC/API/MS, LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníŽivotní prostředí, Potraviny a zemědělství
VýrobceWaters
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
- Dioxins and Furans Factsheet (2012) Environmental Protection Agency. https://archive.epa.gov/epawaste/hazard/wastemin/web/pdf/dioxfura.pdf
- Stockholm Convention Website (2012) http://chm.pops.int/Home/tabid/2121/Default.aspx
- Reiner EJ. (2010) Mass Spectrom Rev. 29:526–559.
- Perelo LW. (2010) J Hazard Mater. 177:81–89.
- Anastassiades M., Lehotay SJ., Stajnbaher D., Schenck FJ. (2003) J AOAC Int. 86:412–431.
- Haimovici L., Reiner EJ., Besevic S., Jobst KJ., Robson M., Kolic T., MacPherson KA. (2016) Anal Bioanal Chem. 408:4043–4054.
- 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.