Detecting the elusive forever chemicals using combustion ion chromatography

Význam tématu

PFAS neboli „chemikálie na vždy“ představují perfluorované a polyfluorované látky s širokým průmyslovým i spotřebitelským využitím a vysokou odolností vůči vodě, olejům i teplu. Tato stabilita způsobuje jejich perzistenci v životním prostředí a bioakumulaci v potravních řetězcích, což vede k výzkumem potvrzeným rizikům pro imunitní systém, vývoj i karcinogenním účinkům.

Cíle a přehled studie

Studie shrnuje výsledky webináře Thermo Fisher Scientific zaměřeného na využití spalovací iontové chromatografie (CIC) pro detekci adsorbovatelného organického fluoru (AOF) jako screeningové metody pro PFAS v různých vodních matricích. Cílem bylo představit automatizovanou, rychlou a citlivou alternativu k cíleným přístupům LC-MS/MS a GC-MS/MS.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda spočívá v adsorpci organických halogenů na granulovaný aktivní uhlík, následné termické oxidaci ve spalovací trubici a absorpci vzniklých halidů do vodné fáze pro chromatografickou analýzu. Instrumentace zahrnuje:

• Thermo Scientific Dionex Integrion HPIC systém s automatickým dávkovačem vzorků
• Spalovací pec a plyn-absorpční jednotku
• Eluentní generátor s 30 mmol/l hydroxidem draselným
• Modul pro předkoncentraci vzorků a smyčkové odběry

Hlavní výsledky a diskuse

Experimentiální data prokazují:

• Průměrné recovery halogenidů (fluorid, chlorid, bromid) v rozsahu 90–114 % s RSD pod 5 %
• Recovery modelových sloučenin PFBS a 4-FBA v různých vodních matricích mezi 82–127 %
• Schopnost detekovat AOF i v trace hladinách díky optimalizovanému spalovacímu procesu se sledováním spotřeby kyslíku
• Krátké analytické běhy (<10 min) a minimalizaci cross-over efektů díky automatizaci

Přínosy a praktické využití metody

CIC nabízí rychlý screening, nižší chybovost a nákladovou efektivitu jako doplněk k cíleným metodám. Umožňuje předběžnou selekci vzorků pro další HRAM screening a minimalizuje potřebu rozsáhlých analýz všech vzorků pomocí nákladných technik.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Začlenění CIC do standardních metodik pro široké environmentální monitorování PFAS
• Navazující neznámé screeningy pomocí vysoce rozlišených hmotnostních spektrometrů
• Vývoj referenčních materiálů a kalibrací pro rozšíření počtu detekovaných sloučenin
• Zavádění plně automatizovaných workflow pro průmyslové i regulační aplikace

Závěr

Spalovací iontová chromatografie se jeví jako robustní a citlivá metoda pro celkové i selektivní stanovení organických halogenů v environmentálních vodách. Díky vysoké automatizaci, rychlým běhům a reprodukovatelným výsledkům představuje cennou doplňkovou techniku k cíleným LC-MS/MS a GC-MS/MS přístupům.

Reference

1. National Institute of Environmental Health Sciences. Perfluorinated Chemicals (PFCs) fact sheet, 2012.
2. United States Environmental Protection Agency. Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS) overview, 2019.
3. Agency for Toxic Substances and Disease Registry. An Overview of Perfluoroalkyl and Polyfluoroalkyl Substances and Interim Guidance for Clinicians, 2019.
4. OECD. Lists of PFOS, PFAS, PFOA, PFCA and related compounds, 2007.
5. OECD. Toward a new comprehensive global database of PFAS, 2018.
6. Houtz E. F.; Sutton R.; Park J.-S.; Sedlak M. Poly- and perfluoroalkyl substances in wastewater: Water Res., 2016, 95, 142–149.
7. D’Agostino L. A.; Mabury S. A. Certain PFAS associated with AFFF in Canadian surface waters: Environ. Sci. Technol., 2017, 51, 13603–13613.