Simplifying Persistent Issues with Dioxins Analysis in the Environment using GC/MS/MS

Význam tématu

Analýza polychlorovaných dibenzo-p-dioxinů (PCDDs) a dibenzofuranů (PCDFs) je klíčová pro sledování a regulaci perzistentních organických polutantů s vysokou toxicitou. Přechod od vysokorozlišovací hmotové spektrometrie (HRMS) k triple kvadrupolovému GC/MS/MS slibuje snížení provozních nákladů a zvýšení robustnosti metodiky.

Cíle a přehled studie

• Ověřit alternativní testovací protokol (ATP) EPA 1613B s použitím Agilent 7010B GC/TQ.
• Porovnat výkon GC/TQ s tradičním GC/HRMS v analýze PCDD/F ve vodných, pevných a biologických matricích.

Použitá metodika

Vzorky (voda, pevné matrice, biosolida, tkáně) byly zpracovány dle EPA 1613B: Soxhletova extrakce, filtrace, liquid–liquid extrakce, čištění na kolonách (silika, alumina, florisil, aktivní uhlí) a injekce 1 μl vzorku v splitless režimu.

Použitá instrumentace

• GC Agilent 8890 s injektorem splitless.
• GCM/GC/TQ Agilent 7010B vybavený RCIV pro stabilní přívod perfluorotributylaminu (PFTBA).
• Kolona 60 m × 0,25 mm × 0,10 µm (5 % fenyl-methylpolysiloxan).
• Software MassHunter Quantitative Analysis pro kontrolu chromatografického rozlišení a kvantifikaci.

Hlavní výsledky a diskuse

• Chromatografické rozlišení splnilo požadavky EPA 1613B, údolí mezi 2,3,7,8-TCDD a nejbližšími izomery nepřesáhlo 25 % výšky píku.
• Stabilní signál referenční sloučeniny PFTBA po celou dobu analýzy.
• Průměrné zotavení (recovery) a opakovatelnost (% RSD) ve všech matricích splnily limity EPA 1613B.
• Mezní detekční limity (MDL) byly nižší než stanovené MRL metody.
• Srovnání GC/TQ a GC/HRMS potvrdilo srovnatelnou kvantifikaci celkových PCDD/F v reálném vzorku biosolid.

Přínosy a praktické využití metody

• Nižší pořizovací a provozní náklady ve srovnání s GC/HRMS.
• Jednodušší obsluha a údržba přístrojů.
• Vysoká robustnost a univerzálnost pro různé environmentální a biologické vzorky.
• Vhodné pro rutinní QA/QC laboratoře monitorující dioxiny.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Automatizace přípravy vzorků pro zvýšení průchodnosti analýz.
• Rozšíření na další perzistentní organické polutanty a nové typy vzorků.
• Integrace pokročilých datových analýz pro lepší porovnatelnost výsledků.
• Miniaturizace čisticích postupů s nižší spotřebou chemikálií.

Závěr

• Metoda založená na Agilent 7010B GC/TQ splňuje nebo překračuje požadavky EPA 1613B a představuje ekonomickou alternativu k HRMS.
• Poskytuje spolehlivé, přesné a reprodukovatelné výsledky pro analýzu PCDD/F v široké škále vzorků.

Reference

• US EPA. Methods for Measurement of 2,3,7,8-substituted tetra through octa-chlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans in Wastewater. March 2021.
• US EPA. Method 1613: Tetra-Through Octa-Chlorinated Dioxins and Furans by Isotope Dilution HRGC/HRMS, September 1994.
• Hamilton C., Xie X., Anumol T., Andrianova A., Walker D. An Alternate Testing Protocol for EPA 1613B using Agilent Triple Quadrupole GC/MS. Agilent Technologies application note, 5994-3029EN, 2022.