Analysis of Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS) in Solid Samples

Význam tématu

Per- a polyfluoroalkylové látky (PFAS) jsou vysoce perzistentní kontaminanty s významnými toxikologickými vlastnostmi, které se hromadí v životním prostředí a potravním řetězci.
Jejich analýza ve složitých pevných matricích, jako je půda nebo sedimenty, je klíčová pro posouzení rizik, stanovení regulačních limitů a sledování účinnosti remediačních opatření.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem této studie bylo ověřit extrakční a čisticí postupy dle návrhu metody US EPA 1633 pro pevné vzorky za použití Agilent Bond Elut PFAS WAX SPE a Agilent Carbon S.
Výkon byl hodnocen z hlediska recovery, preciznosti, detekčních limitů a kontroly kvality a porovnán s výsledky jednélaboratorní validace uvedené v návrhu EPA.

Použitá instrumentace

• Agilent 1290 Infinity II LC systém s PFAS-free konverzním kitem a PFC delay column
• Agilent 6470B triple quadrupole LC/MS s ionizací ESI Jet Stream
• Agilent MassHunter Workstation pro akvizici a zpracování dat
• Bond Elut PFAS WAX SPE cartridgy 150 mg, Agilent Carbon S sorbent
• Filtrační stříkačkové jednotky, 5 mL nylonové filtry, Vac Elut SPE manifold

Použitá metodika

• Vzorky: reagentní písek a topsoil s upravenou vlhkostí podle návrhu EPA
• Spikování: nízké a střední koncentrace nativních PFAS, extrahované (EIS) a neextrahované izotopické standardy (NIS)
• Extrahování: opakované promytí 0,3 % NH4OH v methanolu, odstředění, dekantace, čištění přídavkem Carbon S
• Koncentrace extraktu na 10 mL, adjustace pH, separace na WAX SPE cartridgích, eluční fáze, filtrace před LC/MS
• Kvalitativní kontroly: IPR (initial precision and recovery), stanovení MDL dle CFR Part 136 App. B, EIS/NIS recoveries, blank kontrola, duplikáty, matrix spikes

Hlavní výsledky a diskuse

• Recovery nativních PFAS: 98 ±2 % (95 % CI) vs. 94 ±4 % v návrhu EPA
• Preciznost: celkový RSD 3,8 ±0,6 % oproti 3,9 ±0,6 % (95 % CI), výrazně pod 20 %
• MDL: srovnatelné či lepší detekční limity oproti EPA 1633, u některých PFAS nižší MDL
• EIS recovery: průměr 101 ±4 %, NIS recovery 87–104 %, odpovídá běžným limitům 50–150 %
• Blank vzorky: hladiny PFAS významně pod ML, bez indikace kontaminace postupu
• Matrix spikes v topsoil: recoveries 79–109 %, průměr 97 ±1 %, potvrzují účinnost metody ve skutečné matrici

Přínosy a praktické využití metody

Metoda poskytuje reprodukovatelné oddělení PFAS z matric, vysokou přesnost a citlivost, splňuje požadavky EPA 1633 a je vhodná pro:

• monitorování kontaminace půd a sedimentů
• kontrolu kvality v environmentálních laboratořích
• vyhovění regulatorním i interním QC standardům

Budoucí trendy a možnosti využití

• rozšíření panelu PFAS o nové struktury a degradanty
• automatizované a vysokoprotokové řešení SPE procesů
• aplikace na další matrice (biomasa, potraviny, biosolida)
• kombinace s HRMS pro neznámé PFAS a untargeted analýzu
• průběžná optimalizace dle měnících se regulačních požadavků

Závěr

Agilent Bond Elut PFAS WAX SPE s Carbon S ve spojení s LC-MS/MS tvoří robustní a validní workflow pro analýzu PFAS v pevných vzorcích, odpovídající návrhu metody EPA 1633 a umožňující spolehlivé environmentální hodnocení.

Reference

• United States Environmental Protection Agency. 3rd Draft Method 1633: Analysis of Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS) in Aqueous, Solid, Biosolids, and Tissue Samples by LC-MS/MS, December 2022.
• Giardina M. Determination of Per- and Polyfluoroalkyl Substances in Drinking Water Using Agilent Bond Elut PFAS WAX SPE and LC/MS/MS. Agilent Technologies application note 5994-4960EN, 2022.
• United States Environmental Protection Agency. Method 533: Determination of Per- and Polyfluoroalkyl Substances in Drinking Water by Isotope Dilution Anion Exchange SPE and LC-MS/MS, 2019.
• United States Environmental Protection Agency. Method 537.1: Determination of Per- and Polyfluoroalkyl Substances in Drinking Water by SPE and LC-MS/MS, 2018.
• United States Department of Defense & Department of Energy. Quality Systems Manual for Environmental Laboratories Version 5.4, 2021.