Increased sample loading capacity for online SPE-HPLC analysis of PAHs in water

Význam tématu

Polycyklické aromatické uhlovodíky (PAHs) patří mezi toxické a karcinogenní polutanty s perzistentními vlastnostmi v životním prostředí. Jejich citlivá a spolehlivá analýza ve vodě má klíčový význam pro monitorování znečištění a ochranu veřejného zdraví.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo zvýšit kapacitu vzorkového objemu pro online SPE-HPLC analýzu vybraných PAHs ve vodě. Představená konfigurace umožňuje přepínat mezi přímou injekcí autosampleru a injekcí pomocí pomocného čerpadla (feed pump) bez nutnosti přepojování systému.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky obsahující standardní směs 16 PAHs podle EPA 610 byly ředěny v poměru acetonitril:voda 60:40. Analýza kombinovala solid-phase extraction (SPE) on-line se standardní chromatografií.

• Separace probíhala na koloně NUCLEOSIL 100-5 C18 PAH (150×4 mm) s mobilní fází voda/acetonitril v gradientním režimu.
• SPE část využila kolonu Eurosil Bioselect 300-5 C8 (30×4 mm) pro koncentrační předčištění.
• Generátor gradientu: AZURA P 6.1L HPG a pomocné čerpadlo ASM 2.2L pro SPE načítání vzorku.
• Automatický vzorkovač AZURA AS 6.1L pro objemy od µl do ml.
• Detekce: UV detektor AZURA DAD 2.1L (230 a 254 nm) a fluorescenční detektor Shimadzu RF-20A s vlnovými délkami přepínanými podle charakteristik PAHs.
• Ventily multiposition a vysokotlaké injekční ventily pro přepínání cest a čištění.
• Software ClarityChrom 8.5 pro řízení a vyhodnocení dat.

Hlavní výsledky a diskuse

Při přímé injekci (5 µl) byla dosažena relativní standardní odchylka (RSD) retence <0,05 % a RSD oblasti pod 1 %. SPE-injekce vykázala srovnatelnou přesnost (RSD retence <0,07 %, plocha pod 1,13 %).
Obnovení (recovery) ze SPE kolony se pohybovalo mezi 98 a 115 %. Kalibrace pro šest vybraných PAHs vykázaly výbornou linearitu (R2 ≥ 0,99985).
Použitím feed pump pro načítání 1800 µl vzorku na SPE kolonu bylo možné zlepšit limity detekce (LOD) oproti přímé injekci o 50–90 %, přičemž LOQ klesly do rozsahu jednotek desítek ng/l.

Přínosy a praktické využití metody

Výhodou navržené konfigurace je flexibilita v rozsahu objemů injekcí, automatizace procesu a značné zesílení citlivosti analýzy díky online SPE. Metodu lze aplikovat pro rutinní monitorování vodních matric v rámci environmentálních laboratoří a QA/QC procesů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj může spočívat v:

• optimalizaci objemu a typu SPE sorbentu pro další zvýšení citlivosti;
• rozšíření metodiky na všech 16 PAHs a další toxické organické látky;
• integraci s dalšími detektory (MS, ICP-MS) pro identifikaci a kvantifikaci v komplexních matricích;
• miniaturizaci systému pro mobilní a in situ monitorování.

Závěr

Prezentovaná metoda využívá přepínatelný systém pro přímou a SPE injekci bez přepojování hadic. Kombinace autosampleru a pomocného čerpadla umožnila aplikovat objemy od µl po ml, čímž došlo k významnému zlepšení limitů detekce PAHs ve vodě. Metoda splňuje požadavky EPA 610 a je připravena pro rutinní nasazení.

Reference

• [1] National Center for Biotechnology Information; Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs): environmental persistence and health impact; 2022/03/21.
• [2] Institute of Science and Technology at University of Illinois; Pollutants/PAHs overview; 2022/03/21.
• [3] US Environmental Protection Agency; Method 610: Determination of PAHs by HPLC; 1984.