Low-level consistent analysis of PBDEs in environmental and food matrices using triple quadrupole GC-MS/MS

Význam tématu

Polybromované difenylétery (PBDE) představují skupinu perzistentních organických znečišťujících látek široce používaných jako zpomalovače hoření. Díky své stálosti v životním prostředí a schopnosti bioakumulace jsou PBDE nalezeny v atmosféře, vodě, půdách i potravě, což z nich činí riziko pro lidské zdraví a ekosystémy.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo otestovat a demonstrovat výkon kombinace plynové chromatografie TRACE™ 1610 GC a trojitého kvadrupólu Thermo Scientific™ TSQ™ 9610 GC-MS/MS při nízkoúrovňové detekci PBDE ve vzorcích vody, půdy a rybího oleje. Součástí bylo ověřit linearitu, detekční a kvantifikační limity, reprodukovatelnost a robustnost systému při sekvenčním měření až 100 vzorků.

Použitá instrumentace

• GC: Thermo Scientific TRACE™ 1610 s programovatelným PTV vstřikovacím modulem iConnect™
• Kolona: TraceGOLD™ TG-PBDE 15 m × 0,25 mm × 0,10 μm, max. teplota 360 °C
• Ionizační zdroj: NeverVent™ AEI (Advanced Electron Ionization) pro minimální prostoje
• Detektor: XLXR™ elektronásobič s rozšířeným dynamickým rozsahem
• Mass analyzer: TSQ™ 9610 trojitý kvadrupól s timed-SRM režimem
• Autosampler: AI/AS 1610 pro vysokopropustné sledování

Použitá metodika

Vzorky vody, půdy a rybího oleje byly extrahovány (separátor, ASE nebo Soxhlet), očištěny na kyselém/neutrálním sorbentu a koncentrovány do 20–200 µL. Analýza probíhala ve timed-SRM módu, kdy pro každou PBDE kongeneru byly vybrány kvantifikační a dva kvalifikační přechody. Parametry GC (program teploty, PTV vstřikovač, nosný plyn helium) a MS (ionizační napětí, tlak kolizního plynu argon) byly optimalizovány pro maximální citlivost.

Hlavní výsledky a diskuse

• Chromatografické rozlišení 35 PBDE kongenerů trvalo méně než 13 min. Kritická dvojice PBDE-49/71 dosáhla Rs=5 % (metoda EPA 1614 požaduje Rs<40 %).
• Detekční limity (IDL) od 5 fg do 122 fg na kolonu (OC), odpovídající 0,25–6,10 pg/L ve vodě a 0,025–0,61 ng/kg v pevných matricích.
• Kvantifikační limity (LOQ) 0,03–1,25 ng/mL standardu (1,5–62,5 pg/L ve vodě, 0,15–6,25 ng/kg v půdě/oleji).
• Linearita 0,25–2 000 ng/mL s R2>0,990 a AvCF %RSD <15 % pro většinu kongenerů.
• Robustnost: 100 sekvenčních vzorků bez nutnosti opětovného ladění, QC %RSD <20 %, iontové poměry v toleranci ±30 %.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí vysokou citlivost pro ultra-stopová množství PBDE ve složitých matricích, spolehlivou selektivitu SRM režimu a rychlý průchod vzorků díky PTV vstřikovači a inertnímu ionizačnímu zdroji. Laboratoře oceňují minimální prostoje a plnou automatizaci pracovního postupu v Chromeleon CDS.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření na další perzistentní organické polutanty (POPs) včetně nových bromovaných a chlorovaných sloučenin.
• Integrace online extrakce a automatizovaných čisticích kroků pro vyšší propustnost.
• Využití HRMS a ostatních iontizačních technik pro neznámou screeningovou analýzu.
• Pokročilé datové zpracování a umělá inteligence pro rychlé vyhodnocování složitých vzorků.

Závěr

Implementace TRACE 1610 GC–TSQ 9610 GC-MS/MS přináší vynikající separaci, citlivost i reprodukovatelnost pro analýzu PBDE v environmentálních a potravinových matricích s minimálními prostoji a vysokou automatizací.

Reference

• United States Environmental Protection Agency, Technical Fact Sheet – Polybrominated Diphenyl Ethers (PBDEs), November 2017.
• Guidance for the inventory of polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) listed under the Stockholm Convention on POPs.
• United States Environmental Protection Agency, Method 1614A Brominated Diphenyl Ethers in Water, Soil, Sediment, and Tissue by HRGC/HRMS, May 2010.