Quantification Of Decabromodiphenyl Ether In Microplastics Using Direct Insert Probe Coupled With Magnetic Sector High Resolution Mass Spectrometer In Full Scan Mode

Postery | 2019 | Thermo Fisher Scientific | RAFAInstrumentace
GC/MSD, GC/HRMS, DART
Zaměření
Materiálová analýza
Výrobce
Thermo Fisher Scientific

Význam tématu


Kontaminace mikroplastů persistentními organickými polutanty, jako jsou polybromované difenylethery (PBDE), představuje rostoucí riziko pro životní prostředí i lidské zdraví. Světová zdravotnická organizace poukázala na potřebu detailnějších studií o distribuci a toxicitě těchto látek v mikroplastech. Rychlé a přesné stanovení obsahu dekabromdifenyletheru (BDE209) v malých plastových částicích je klíčové pro hodnocení expozice a monitorování souladu s předpisy jako RoHS.

Cíle a přehled studie


Cílem studie bylo vyvinout a validovat metodu pro kvantifikaci BDE209 v mikroplastech bez nutnosti časově náročné předúpravy vzorku. Metoda kombinuje přímé vložení vzorku pomocí Direct Insertion Probe (DIP) s vysokým rozlišením pomocí magnetického sektoru (HRMS) v režimu full scan. Studie zahrnuje kalibraci na pevné standardní referenční materiály (ABS s definovanou hmotnostní frakcí BDE209), ověření analytických parametrů a srovnání s tradičními GC-MS technikami.

Použitá instrumentace


  • Thermo Scientific DFS Magnetic Sector High Resolution Mass Spectrometer s rozlišením 20 000 FWHM
  • Direct Insertion Probe s regulovatelným rampováním teploty
  • Perfluoro kerosen (PFK) pro ladění a kalibraci hmotnostního analyzátoru
  • Software Thermo Scientific Mass Frontier pro simulaci fragmentů
  • Software Thermo Scientific Xcalibur pro vyhodnocení izotopických vzorců a výpočet přesné hmoty
  • Wavelength dispersive XRF a syn­chrotronová mikro-XRF pro ověření homogenity referenčních materiálů

Použitá metodika


Vzorek o hmotnosti přibližně 0,045 mg byl z pelet standardního ABS seškrábán a vložen do hliníkového kelímku DIP. Metoda nevyžaduje rozpouštědla ani chromatografickou separaci. Temperatu­ra postupně stoupala, dokud se nedosáhlo potřebné parciální tlaku BDE209. Celý rozsah iontů m/z 30–1000 byl monitorován v plném režimu skenování. K identifikaci molekulárního iontu BDE209 (m/z 959) a hlavní fragmentační formy oktabromdifenyletheru (m/z 799) byly využity simulované izotopické vzorce a přesné hmoty.
Kalibrace proběhla na pěti standardních materiálech s obsahem BDE209 0–2 % (w/w), každý v trojitém opakování. Lineární rozsah pokrývá koncentrace od 0,112 mg·kg–1 (LOD) do 19 000 mg·kg–1. Mezi­denní a nitrod­enní opakovatelnost vykázaly relativní standardní odchylky pod 2 %.

Hlavní výsledky a diskuse


Kalibrační křivky pro BDE209 i jeho oktabromovaný fragment vykázaly koeficient R2 vyšší než 0,999. Limit detekce 0,112 mg·kg–1 a kvantifikace 1,120 mg·kg–1 jsou srovnatelné či lepší než u obdobných metod s přímým vložením. Srovnání se standardní GC-MS technikou ukázalo téměř dvojnásobnou citlivost poměru iontů m/z 799/m/z 959 při DIP-HRMS. Analýza 21 reálných vzorků (dětské hračky, předměty v kontaktu s potravinami) potvrdila korelaci (R2 = 0,86) mezi stanoveným BDE209 a celkovým obsahem bromu stanoveným XRF.

Přínosy a praktické využití metody


Rychlost analýzy je až 50× vyšší než u konvenčních GC-MS postupů díky vynechání přípravy vzorku. Nízký odběr vzorku činí metodu téměř nedestruktivní a vhodnou pro malé částice mikroplastů nebo pro inspekci hotových výrobků. Přesná hmotnostní analýza dovoluje jednoznačnou identifikaci cílových homologů PBDE bez chromatografického členění.

Budoucí trendy a možnosti využití


Metodu lze rozšířit na kvantifikaci dalších bromovaných i chlorovaných retardérů v různých typech polymerů. Integrace s automatizovanou manipulací vzorku a vývojem kompaktnějších hmotnostních analyzátorů povede k nasazení v terénu a rychlé kontrole souladu s environmentálními a výrobními standardy.

Závěr


Vyvinutá metoda DIP-HRMS umožňuje rychlé, citlivé a reprodukovatelné stanovení BDE209 v mikroplastech bez časově a finančně náročné předúpravy. Její vysoké rozlišení, nízké limity detekce a praktická jednoduchost ji předurčují pro široké nasazení v monitoringu životního prostředí i v průmyslové kontrole kvality.

Reference


  1. A. Ballesteros-Gomez, J. de Boer, P.E.G. Leonards, Anal. Chem., 2013, 85, 9572–9580
  2. H. Jana, V. Lukas, P. Jana, P. Jan, C. Tomas, Organohalogen Compounds, 2008, 70, 922
  3. J. Jung, S. Bae, L. Lee, J.-K. Shin, J. Choi, S. Lee, Microchem. J., 2009, 91, 140
  4. C. Ionas, A.C. Dirtu, T. Anthonissen, H. Neels, A. Covaci, Environ. Int., 2014, 65, 54–62

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

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Method Optimization for Rapid Analysis of Brominated Flame Retardants in Polymers: with DART-Orbitrap HRAM
Powering Dioxin and POPs analysis around the world - PRODUCT SPECIFICATIONS
Powering Dioxin and POPs analysis around the world - PRODUCT SPECIFICATIONS
2021|Thermo Fisher Scientific|Brožury a specifikace
A New GC–ICP–MS Method for Compound Specific Determination of Brominated Flame Retardants
Persistent organic pollutants (POPs) in food
Persistent organic pollutants (POPs) in food
2017|Thermo Fisher Scientific|Příručky