Direct analysis of selected per- and polyfluorinated alkyl substances (PFAS) in ground, surface, and waste water by LC-MS/MS

Význam tématu

PFAS jsou odolné vůči biologické a chemické degradaci, akumulují se v životním prostředí a mohou vést k nežádoucím zdravotním účinkům. Jejich rozšíření ve vodách podzemních, povrchových i odpadních vyžaduje citlivé metody detekce v nanogramovém rozmezí.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo ověřit výkon přímé LC-MS/MS analýzy 24 vybraných PFAS v širokém spektru vodních matric (nepitná voda) na úrovni nízkých ppt, a to v rámci přípravy a mezi laboratorního ověřování metody EPA 8327.

Použitá instrumentace

• Thermo Scientific Vanquish Flex Binary UHPLC systém s PFC-free kitem a izolační kolona Hypersil BDS C18
• Analytická kolona Accucore RP-MS (2,6 µm, 2,1×100 mm)
• Thermo Scientific TSQ Altis triple kvadrupólový hmotnostní spektrometr s HESI zdrojem
• Software Chromeleon 7.2.9 pro zpracování chromatografických dat

Použitá metodika

Vzorky (5 mL) byly doplněny o izotopově označené surrogate standardy, naředěny methanolem, filtrovány GHP membránou (0,2 µm), okyseleny octovou kyselinou a přímo injektovány bez SPE. Chromatografie probíhala gradientem methanol/voda (s amonným octanem a octovou kyselinou) při 45 °C. MS analýza v negativním módu SRM s optimalizovanými přechody Q1/Q3 zajišťuje vysokou selektivitu a citlivost.

Hlavní výsledky a diskuse

• Výborná linearita v rozsahu 5–200 ng/L (R2 > 0,99).
• LLOQ 2–10 ng/L, výrazně pod požadavky ASTM D7979 a EPA 537/8327.
• Obnova většiny PFAS 70–130 % ve všech matricích (výjimka PFBA v odpadní vodě).
• Reprodukovatelnost RSD do 20 % pro většinu analyzovaných látek.
• Optimalizace tvaru špiček snížením objemu injekce na 15 µL v náročných matricích.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rychlé a robustní stanovení PFAS bez časově náročného SPE, s vysokou citlivostí potřebnou pro environmentální monitorování. Je vhodná pro rutinní laboratoře i mezi laboratorní srovnávací studie.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření spektra sledovaných PFAS včetně nových náhradních sloučenin.
• Automatizace přípravy vzorků a integrace online SPE pro zvýšení throughput.
• Nasazení vysokorozlišovací MS pro identifikaci neznámých PFAS derivátů.
• Vývoj přenosných přístrojových řešení pro terénní screening.

Závěr

Prokázaná metoda přímé LC-MS/MS analýzy poskytuje citlivé, robustní a reprodukovatelné stanovení PFAS v různých vodních matricích na úrovni ppt, splňuje požadavky mezilaboratorního ověřování EPA 8327 a představuje efektivní nástroj pro environmentální analýzu.

Reference

1. National Institute of Environmental Health Sciences. Perfluorinated Chemicals (PFCs), 2018.
2. U.S. Environmental Protection Agency. Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS), 2018.
3. Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR). Overview of Perfluoroalkyl and Polyfluoroalkyl Substances, 2018.
4. Stahl T., Mattern D., Brunn H. Toxicology of perfluorinated compounds. Environmental Sciences Europe, 2011.
5. EPA Method 537. Determination of Selected Perfluorinated Alkyl Acids in Drinking Water by SPE and LC/MS/MS, 2012.