Shimadzu Journal Vol. 07 - Environmental Analysis and more...

Význam tématu

Současné environmentální výzvy vyžadují spolehlivé a citlivé analytické metody k monitorování stopových kontaminantů jako jsou mikrotunity, PFAS, chlorované parafíny či další škodlivé látky v půdách, vodách a biotě. Publikace Shimadzu Journal Vol. 7, Issue 1 předkládá komplexní přehled pokročilých technologií a studií, které rozšiřují hranice analýzy v těchto obtížně dostupných či nízkonáležitých matricích.

Cíle a přehled obsahu

• Interview s Dr. Alanem Jamiesonem – výzkum hlubokomořských organismů a analýza jejich tráveniny na přítomnost mikrotunit.
• Studie mikrotunit v hadalní zóně – potvrzení přítomnosti fragmentů plastu do hloubek až 10 890 m.
• Spolupráce na nových environmentálních postupech – vývoj metod TOC/TN, pesticidech a PCBs s cílem zrychlit sběr a zvýšit přesnost dat.
• Metoda GC×GC-MS pro stanovení krátkých chlorovaných parafínů (SCCP) – kvantifikace a profilace v komerčních směsích parafínů.
• Ultra-rychlá LC-MS/MS analýza PFAS – přímá injekce, jednoduchá příprava vzorku a detekční limity v řádu jednotek ng/L.

Použitá metodika a instrumentace

• FTIR Microskopie (IR Tracer-100 + AIM-9000) pro identifikaci mikrotunit v hadalních živočiších.
• GC×GC-MS (Shimadzu GCMS-TQ8040 + termální modulátor) pro separaci a kvantifikaci SCCP kongenerů s NCI ionizací.
• LC-MS/MS s ultrarychlou akvizicí (Shimadzu LCMS-8060 UFMS™) pro analýzu až 49 PFAS včetně přípravy metanolovým ředěním.
• TOC-L/TNM-L pro stanovení celkového uhlíku a dusíku v různých vodních matricích (ASTM D7573, D8083, SM 4500-N E).
• GC-MS/MS (Shimadzu GCMS-TQ8040) pro simultánní měření pesticidů a PCB dle navrhovaného ASTM WK54549.

Hlavní výsledky a diskuse

• Více než 72 % hadalních amphipod obsahovalo mikrotunity ve svých střevních vzorcích; maximum 8 částic/vzorek.
• Pro SCCP byl vyvinut kalibrační model dvou lineárních vztahů mezi celkovou odezvou a obsahem chlóru (R²>0,95).
• U PFAS byly dosaženy MDL 0,6–5,4 ng/L, návratnosti 84–113 % a vztah linearity 5–200 ng/L pro 44 analyzovaných sloučenin.
• Nově navržené LC mobilní fáze a delay column minimalizují pozadí a kontaminaci PFAS v LC-MS soustavách.
• Spolupráce se standardizačními organizacemi (ASTM, SM) urychluje schvalování nových metod pro USEPA.

Přínosy a praktické využití metody

Implementací GC×GC-MS a UFMS™ technologií mohou laboratoře v environmentálním sektoru získat rychlejší a dostupnější analýzy s vysokou citlivostí a rozlišením kongenerů. Přímá injekce pro PFAS a zjednodušené částečné postupy SPE šetří čas, snižují náklady na přípravu a eliminují zdroje chyb. Převedení nových metod do praxe zvyšuje kvalitu dat, uspokojuje rostoucí regulační požadavky a podporuje včasné varování před kontaminací.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj se očekává v automatizaci a využití umělé inteligence v UHPLC systémech (např. Nexera UC/s), zvýšení propustnosti analýz a bezobslužných provozních režimech. Rozšiřování cílových panelů PFAS a chlorovaných látek, podpora metagenomiky biologických vzorků ve spojení s mikroskopií FTIR a pokročilými technikami MS (Q-TOF, HR-MS) rozšíří možnosti environmentální toxikologie a monitoring vlivů na ekosystémy i lidské zdraví.

Závěr

Publikace představuje komplexní přístup k environmentální analytice – od expedice do hadalní zóny až po vývoj standardizovaných laboratorních postupů. Pokročilé instrumentální technologie Shimadzu napomáhají odhalovat i nejnižší stopy kontaminantů, umožňují rychlé rozhodování a zvyšují kapacity moderních laboratoří. Spolupráce s odborníky a standardizačními organizacemi přispívá k celosvětovým snahám o udržitelnou ochranu životního prostředí.

Reference

1. Jamieson AJ et al. Microplastics and synthetic particles ingested by deep-sea amphipods in six of the deepest marine ecosystems. R Soc Open Sci. 2018;1:0051.
2. ASTM D7573-18a Standard Test Method for Total Carbon and Organic Carbon in Water by HT Catalytic Combustion and IR Detection.
3. ASTM D8083-16 Standard Test Method for Total Nitrogen and TKN by HT Combustion and Chemiluminescence.
4. Shimadzu LCMS-8060 UFMS™ Application News: Determination of PFAS using LC-MS/MS.
5. Reth M, Zencak Z, Oehme M. Calibration of SCCP quantification by GC×GC-MS. J Chromatogr A. 2005;1081:225–231.