Routine High Resolution Mass Spectrometry (HRMS) for the Screening of Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS) Using the Waters ACQUITY™ RDa™ Mass Detector

Význam tématu

Per- a polyfluoroalkylové látky (PFAS) představují persistentní organofluorované sloučeniny široce používané v průmyslu pro odolnost proti teplu, vodě i mastnotě. Jejich chemická odolnost však vede k bioakumulaci a znečištění životního prostředí i potravinového řetězce. S rostoucí regulací a tlakem na monitorování stopových koncentrací PFAS se zvyšuje poptávka po metodách poskytujících vysokou selektivitu, přesnost a automatizaci, přičemž i uživatelé s omezenou zkušeností s hmotnostní spektrometrií potřebují spolehlivé a rychlé řešení.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem aplikace bylo ověřit schopnost systému Waters ACQUITY RDa Mass Detector v kombinaci se softwarem UNIFI a platformou waters_connect pro rutinní screening 33 známých PFAS a jejich prekurzorů na úrovni 10 ng/ml. Studie ukazuje automatické nastavení přístroje, získání přesných m/z hodnot pod 5 ppm, generování fragmentačních dat a identifikaci všech sloučenin bez ruční interpretace.

Použitá metodika a instrumentace

Analýza využila kapalinovou chromatografii ACQUITY Premier LC spojenou s vysokorozlišovací detekcí ACQUITY RDa Mass Detector v negativním módu. Dane byly získány v plném skenu s funkci „Scheduled Lockmass“ pro automatickou korekci hmotnostní přesnosti každou hodinu. Pro zpracování dat a automatické vyhledávání v PFAS knihovnách sloužil UNIFI screeningový modul v prostředí waters_connect.

Hlavní výsledky a diskuse

Všechny 33 testovaných PFAS byly detekovány a identifikovány s hmotnostní odchylkou mezi –2,9 a 3,2 ppm. Nejnižší limity kvantifikace se pohybovaly od 1,0 pg/ml do 9,18 ng/ml. Současné získávání nízko- a vysoké energie spekter umožnilo automatickou asociaci fragmentů ke struktuře molekul, čímž se posílila jistota přiřazení a zkrátila doba hodnocení výsledků.

Přínosy a praktické využití metody

• Stabilní sub-5 ppm přesnost hmotnostních měření pro PFAS
• Současná akvizice fragmentačních spekter pro vyšší jistotu identifikace
• Plně automatizované nastavení a kalibrace bez nutnosti zásahu operátora
• Uživatelsky přívětivý software vhodný i pro méně zkušené analytiky
• Kompatibilita s regulovaným prostředím díky certifikované aplikaci UNIFI

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření knihoven PFAS o nové prekurzory a metabolity, zlepšení datové konektivity a cloudových řešení pro sdílení výsledků a vzdálenou kontrolu přístrojů. Kombinace HRMS s umělou inteligencí pro predikci neznámých PFAS slibuje další zvýšení citlivosti a automatizace screeningových workflow.

Závěr

Systém ACQUITY RDa s UNIFI/waters_connect dokáže efektivně a automaticky detekovat a identifikovat široké spektrum PFAS při vysoké hmotnostní přesnosti a nízkých mezích kvantifikace. Díky snadnému ovládání a automatizaci je metoda vhodná pro rutinní laboratoře i uživatele bez hluboké MS expertízy.

Použitá instrumentace

• Waters ACQUITY Premier LC
• ACQUITY RDa Mass Detector
• UNIFI Scientific Information System
• waters_connect software platform

Reference

1. Peritore FA, Gugliandolo E, Cuzzocrea S, Crupi R, Britti D. Current Review of Increasing Animal Health Threat of Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS): Harms, Limitations, and Alternatives to Manage Their Toxicity. Int. J. Mol. Sci. 2023;24(14):11707.
2. Directive (EU) 2020/2184 on the Quality of Water Intended for Human Consumption. European Parliament and Council, 16 December 2020.
3. Ateia M, Chiang D, Cashman M, Acheson C. Total Oxidizable Precursor (TOP) Assay – Best Practices, Capabilities and Limitations for PFAS Site Investigation and Remediation. Environ. Sci. Technol. Lett. DOI:10.1021/acs.estlett.3c00061.