Automated targeted and non-targeted LC-Orbitrap MS workflow for analysis of more than 40,000 PFAS compounds

Postery | 2024 | Thermo Fisher Scientific | ASMSInstrumentace
LC/HRMS, LC/MS/MS, LC/MS, LC/Orbitrap, Příprava vzorků
Zaměření
Životní prostředí, Potraviny a zemědělství
Výrobce
Thermo Fisher Scientific

Význam tématu


Per- a polyfluoroalkylové látky (PFAS) představují perzistentní a potenciálně toxické znečišťující látky, které se běžně vyskytují v životním prostředí a zdrojích pitné vody. Jejich nízké koncentrace na úrovni ppt vyžadují vysoce citlivé, přesné a robustní analytické metody. Kombinace cílených i necílených přístupů umožňuje komplexní monitorování známých i dosud neobjevených PFAS v jednom workflow.

Cíle a přehled studie / článku


Hlavním cílem bylo demonstrovat výkon plně automatizovaného postupu pro extrakci, kvantitativní stanovení a necílenou analýzu více než 40 000 PFAS v pitné vodě. Metodika využívá automatickou DLLME extrakci a dvě separátní LC–Orbitrap injekce: jednu pro cílenou kvantifikaci 56 referenčních PFAS a druhou pro necílené detekce a anotace neznámých PFAS.

Použitá metodika


  • Automatizovaná DLLME extrakce (dispersive liquid–liquid microextraction) s Thermo Scientific TriPlus RSH SMART stanicí
  • Disperze extrakčního rozpouštědla, vznik mikrokapek, následné oddělení fází a odebrání extraktu
  • UHPLC separace na Vanquish Flex s Acclaim 120 C18 kolony (0,4 mL/min, 23 min)
  • Cílená analýza: režimy Full Scan 60 k, SIM 60 k a AIF 15 k pro 56 PFAS
  • Necílená analýza: Compound Discoverer 3.3 SP3 se šablonou pro vysokou jistotu anotací


Použitá instrumentace


  • Orbitrap Exploris 240 HRMS (Thermo Scientific)
  • Vanquish Flex UHPLC (Thermo Scientific)
  • Acclaim 120 C18 kolony (Thermo Scientific)
  • TriPlus RSH SMART liquid handling station (Thermo Scientific)
  • Chromeleon CDS verze 7.3.2 (Thermo Scientific)
  • Compound Discoverer 3.3 SP3 (Thermo Fisher Scientific)


Hlavní výsledky a diskuse


  • Cílená kvantifikace 56 PFAS dosáhla detekčních limitů 0,1–5 ppt
  • Reprodukovatelnost pod 30 % RSD a přesnost 70–130 % při nízké (1 ng/L) a vysoké (75 ng/L) koncentraci
  • 96 % spikovaných PFAS detekováno a anotováno workflow
  • Necílená analýza kombinuje databáze EPA, NIST, FluoroMatch a in-silico spektrální knihovny
  • 73 % detekovaných PFAS anotováno na úrovni 2 prostřednictvím kombinace MS1 a MS2 dat
  • PCA a ortogonální MS1 grafy ilustrují odlišnosti složení PFAS mezi vzorky balené a kohoutkové vody


Přínosy a praktické využití metody


  • Rychlá a vysoce citlivá analýza PFAS v pitné vodě
  • Snížení spotřeby rozpouštědel a rizika kontaminace
  • Možnost paralelní cílené kvantifikace a necíleného screeningu
  • Standardizovaný postup vhodný pro rutinní monitoring a QA/QC


Budoucí trendy a možnosti využití


  • Rozšíření spektrálních a chemických databází pro lepší pokrytí neznámých PFAS
  • Využití strojového učení pro zrychlení a zpřesnění anotací
  • Adaptace na složitější matrice, např. potraviny, sedimenty či biologické vzorky
  • Implementace nových HRMS technologií pro vyšší rozlišení a rychlost


Závěr


Automatizovaná DLLME extrakce v kombinaci s LC–Orbitrap analýzou poskytuje robustní platformu pro kvantitativní a kvalitativní screening stovek PFAS v pitné vodě. Metoda zvyšuje citlivost, snižuje spotřebu rozpouštědel a umožňuje komplexní popis složení vzorků pro efektivní environmentální monitoring.

Reference


  1. Charbonnet J. A.; McDonough C. A.; Xiao F.; Schwichtenberg T.; Cao D.; Kaserzon S.; Thomas K. V.; Dewapriya P.; Place B. J.; Schymanski E. L.; Field J. A.; Helbling D. E.; Higgins C. P. Environmental Science & Technology Letters, 2022.
  2. Kaufman A.; Butcher P.; Maden S.; Walker S.; Widmer M. Journal of AOAC International, 2022.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Comprehensive non-targeted workflow for confident identification of perfluoroalkyl substances (PFAS)
Comprehensive screening of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) in food contact materials
A comprehensive software workflow for non-targeted analysis of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) by high-resolution mass spectrometry (HRMS)
Dispersive liquid-liquid micro-extraction for the automated sample preparation of PFAS in drinking water