PFAS Analysis in Food Packaging Using an Agilent 6495D Triple Quadrupole LC/MS

Význam tématu

Per- a polyfluorované alkylové látky (PFAS) jsou vysoce perzistentní chemikálie široce používané v potravinových obalech. Jejich schopnost migrovat z materiálů do potravin představuje riziko pro lidského zdraví i životní prostředí. Díky zpřísněným regulacím v EU, USA i dalších regionech je nezbytné disponovat metodou s nízkými detekčními limity a spolehlivou kvantifikací PFAS z obalových materiálů.

Cíle a přehled studie

Tato aplikace popisuje kvantifikaci 110 PFAS, z toho 73 nativních a 37 stabilně isotopických interních standardů, z plastových sáčků určených pro balení potravin. Hlavním cílem bylo dosáhnout metodických detekčních limitů (MDL) pod 0,2 µg/kg, vynikající linearity (R² > 0,99) a spolehlivosti (recuperace 65–135 %, %RSD ≤ 20) v kontrolních vzorcích.

Použitá metodika

Vzorky plastových sáčků pro mořské plody byly nasekány na fragmenty < 5×5 mm. Extrakce PFAS probíhala ve třech cyklech mechanického třepání (2 000 rpm, 30 min) a ultrazvukem (60 °C, 1 h) s 10 mL methanolu. Po odstředění byl získaný extrakt filtrován polypropylenovým stříkačkovým filtrem s nylonovou membránou a následně 12,5× naředěn přidáním vody a izotopického standardu (EPA 533IS). Kontrolní vzorky (QC) byly připraveny s navýšením nativních PFAS na úrovních LSQ (1 µg/kg), MSQ (10 µg/kg) a HSQ (50 µg/kg). Identifikace a kvantifikace vycházely z kritérií: retenční čas ±1 %, poměr iontů ±30 %, S/N ≥ 3.

Použitá instrumentace

Chromatografie byla provedena na Agilent 1290 Infinity II LC s PFC-free konverzním kitem, kolonkou ZORBAX RRHD Eclipse Plus C18 (2,1×100 mm, 1,8 µm) a mobilními fázemi 5 mM octan amonný/voda (A) a methanol (B), rychlost 0,4 mL/min, gradient do 15 min. Analýza probíhala na tripl. kvadrupólu Agilent 6495D s AJS ionizátorem v negativním režimu a režimem MRM podle Agilent PFAS databáze, software MassHunter LC/MS 12.1 Upd. 3.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda prokázala MDL ≤ 0,2 µg/kg pro všech 73 nativních PFAS, z toho 33 analyty ≤ 0,05 µg/kg. Linearity u většiny sloučenin převýšila R² > 0,99. Ověřená LOQ (≥ 5 hladin kalibrace) dosáhla u 69 látek ≤ 10 µg/kg, u krátkých řetězců (PFBS, PFBA) až 1 µg/kg. Recov. QC činily 65–135 % pro 95 % analyzovaných PFAS, preciznost (%RSD) byla ≤ 20 %. Některé polyfosfátové diestery (např. 8:8 PFPi, 6:8 PFPi) měly recov. < 40 % s %RSD < 6 %, ale mimo současné regulační cíle. Workflow bez sušení vzorků výrazně zkrátilo přípravu.

Přínosy a praktické využití metody

Navržená metoda umožňuje rychlé, citlivé a robustní stanovení širokého spektra PFAS v potravinových obalech. Nízké MDL a LOQ umožňují monitorovat i přísně regulované krátké řetězce pod limity. Laboratoře QA/QC, výrobci i regulační orgány tak získávají spolehlivý nástroj pro ověření souladu s legislativou.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj může zahrnovat:

• Rozšíření na neznámé a nové PFAS využitím vysokorozlišovací MS (HRMS).
• Automatizaci vzorkové přípravy a čištění pomocí robotických systémů.
• Implementaci stanovení celkového extrahovatelného organofluorinu (EOF) jako doplňku k cílené analýze.
• Aplikaci na další typy materiálů FCM (papíry, kovy).

Závěr

Vyvinutá workflow na bázi Agilent 1290 LC a 6495D LC/TQ s PFC-free konverzním kitem splňuje požadavky na citlivost, přesnost a reprodukovatelnost při analýze PFAS v plastových sáčcích. Metoda podporuje současné i budoucí regulace, umožňuje výrobcům obalů ověřit náhrady a zajišťuje ochranu spotřebitele.

Reference

• U.S. Environmental Protection Agency. PFAS Explained. 2024.
• National Institute of Environmental Health Sciences. Perfluoroalkyl and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS). 2024.
• Consumer Reports. Dangerous PFAS Chemicals Are in Your Food Packaging. 2024.
• OECD. PFAS and Alternatives in Food Packaging (Paper and Paperboard). OECD Publishing, 2020.
• U.S. Food and Drug Administration. Market Phase-Out of Grease-Proofing Substances Containing PFAS. 2024.
• Agilent Technologies. Consumables Ordering Guide. 2024.
• Commission Regulation (EU) No 10/2011. 2011.
• Agilent Technologies. Method Development and Screening of Extractable Organofluorine and Targeted PFAS Analysis in Food Packaging Materials. 2022.
• U.S. Environmental Protection Agency. EPA Method 1633. 2024.
• U.S. Environmental Protection Agency. Definition and Procedure for the Determination of the Method Detection Limit, Revision 2. 2016.
• Wells, G.; Prest, H.; Russ, W.C. Signal, Noise, and Detection Limits in Mass Spectrometry. Agilent Technologies, 2023.
• AOAC International. Standard Method Performance Requirements for PFAS in Produce, Beverages, Dairy Products, Eggs, Seafood, Meat Products, and Feed. SMPR2023.003.
• FDA Foods Program Compendium of Analytical Laboratory Methods: Chemical Analytical Manual. 2024.