Analysis of Polynuclear Aromatic Hydrocarbons (PAHs) in Water with ZORBAX Eclipse PAH Column

Význam tématu

Polynukleární aromatické uhlovodíky (PAU) představují ve vodním prostředí dlouhodobě sledované karcinogenní látky vznikající při neúplném spalování organických látek. Vzhledem k jejich toxicitě, mutagenitě a teratogenitě jsou PAU napříč regulačními orgány považovány za priority při sledování kvality pitné i odpadní vody.

Cíle a přehled studie

Cílem aplikace bylo vyvinout a otestovat robustní HPLC metodu pro stanovení 17 prioritních PAU ve vodách. Kombinace nového ZORBAX Eclipse PAH chromatografického sloupce a selektivního dávkování s AccuBond ODS C18 SPE má umožnit rychlé, citlivé a reprodukovatelné rutinní měření ve shodě s metodikami EPA a NIOSH.

Použitá metodika

Vzorek: 1 litr vzorku vody byl extrahován na SPE kartridži AccuBond ODS C18, kondicionovaném vodou, metanolem a dichlormethanem. PAU byly eluovány dichlormethanem, koncentrovány proudem dusíku a převedeny do acetonitrilu.
HPLC: Agilent 1200 SL, sloupec ZORBAX Eclipse PAH (4,6 × 150 mm, 3,5 µm). Mobilní fáze gradientně z 50 % na 100 % acetonitrilu v čase 22 min. Průtok 1,5 mL/min.
Detekce: DAD při 254 nm pro univerzální detekci a programované FLD s časovým přepínáním Ex/Em pro maximální citlivost každého PAU.

Použitá instrumentace

• Agilent 1200 SL Rapid Resolution HPLC (G1312B, G1379B, G1367C, G1316B)
• Diode Array Detector G1315C
• Fluorescence Detector G1321A
• ZORBAX Eclipse PAH, 4,6 × 150 mm, 3,5 µm (p/n 959963-918)
• AccuBond ODS C18 SPE kartridž (p/n 188-1356)

Hlavní výsledky a diskuse

Na sloupci Eclipse PAH bylo dosaženo bazální separace všech 17 PAU s rozlišením >2,0 pro kritické dvojice izomerů. FLD zvýšila citlivost přibližně 100násobně oproti DAD, LOD se pohybuje v řádu desítek až stovek pikogramů. Retenční časy vykazují RSD <0,1 %, plošná RSD <1,5 %. Linearity je v rozsahu ng s korelačními koeficienty r2 ≈ 0,999–1,000. Recovery ze spike testu převyšují 85 % u středně těkavých PAU, u naphthalenu a vysoce kondenzovaných PAU je náročnější dosáhnout >40 % kvůli volatilním ztrátám a nízké rozpustnosti.
Reálné vzorky pitné, vodovodní a říční vody po doplnění standardu prokázaly detekci a kvantifikaci všech analyzovaných PAU při úrovni ~0,2 ppb.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí rychlé a spolehlivé sledování sledovaných PAU ve vodách pro environmentální monitoring, kontrolu kvality pitné vody i zhodnocení odpadních vod. Vysoká selektivita a stabilita sloupce Eclipse PAH zajišťuje nízké náklady na údržbu a dlouhou životnost.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Optimalizace SPE kroků a využití ohřevu eluátu pro zlepšení recovery těkavých PAU.
• Rozšíření aplicace na půdní a potravinářské matrixy.
• Kompatibilita s hmotnostní spektrometrií pro potvrzení identity a studium metabolitů.
• Vývoj miniaturizovaných a vysokopropustných analýz.

Závěr

Kombinace SPE AccuBond ODS C18, chromatografického sloupce ZORBAX Eclipse PAH a programovaného FLD poskytuje vysoce citlivou, reproducibilní a plně validovatelnou metodu pro analýzu 17 priority PAU ve vodách podle požadavků EPA a NIOSH.

Reference

1. Prest H. Solid-Phase Extraction and Retention-Time Locked GC/MS Analysis of Selected Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs). Agilent Technologies, publikace 5988-7150EN, 2002.
2. US EPA Method 610: Determination of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Municipal and Industrial Wastewater. EMSL, Cincinnati, Ohio, 1982.
3. US EPA Method 550.1: Determination of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Drinking Water by Liquid-Solid Extraction and HPLC with UV and Fluorescence Detection. EMSL, Cincinnati, Ohio, 1990.
4. US EPA Method 8310: Determination of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Ground Water and Wastes. EMSL, Cincinnati, Ohio, 1986.
5. NIOSH NMAM Fourth Edition, Method 5506: Polynuclear Aromatic Hydrocarbons by HPLC, Issue 3, 1998.
6. Sun X. Determination of 16 Polycyclic Aromatic Hydrocarbons by Liquid Chromatography with Solid Phase Extraction (II). Journal of University of Science and Technology of Suzhou, 19(4): 43–48, 2006.