Expanding PFAS Coverage in Nontargeted Analysis Using Data-Independent Analysis

Význam tématu

PFAS představují skupinu vysoce perzistentních syntetických látek s rozsáhlým použitím v průmyslu i spotřební sféře. Jejich stabilita a odolnost vedou ke znečištění životního prostředí a potenciálním zdravotním rizikům, což vyžaduje citlivé, spolehlivé a široce pokrývající analytické metody pro jejich detekci a charakterizaci.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo otestovat schopnosti softwaru Agilent FluoroMatch ve spojení s nástrojem IonDecon při datově nezávislé analýze PFAS v komplexních vzorcích. K tomu byly využity vzorky z NIST mezi laboratořními studiemi. Studie porovnávala výkon režimu All Ions MS/MS a Auto MS/MS s iterativním vylučováním při analýze dat ze systému Agilent Revident LC/Q-TOF.

Použitá metodika a instrumentace

Pro analýzu byly použity:

• Kapalinová chromatografie Agilent 1290 Infinity II s negativní elektrospray ionizací
• Agilent Revident LC/Q-TOF s Dual Jet Stream ESI zdrojem
• Reverzní C18 kolona ZORBAX RRHD Eclipse Plus s PFC delay kolonkou
• Gradientní eluce 2 mM acetátu amonného ve vodě a acetonitrilu, průtok 0,4 mL/min, teplota 45 °C
• Režimy snímání All Ions MS/MS (kolizní energie 0, 20, 40 V) a Auto MS/MS s iterativním vylučováním čtyř injekcí
• Softwarové zpracování: FluoroMatch pro výběr špiček, filtrování a anotaci na základě knihovny 15 643 PFAS; IonDecon pro dekonvoluci fragmentů

Hlavní výsledky a diskuse

V méně složitém vzorku A zvýšil režim All Ions pokrytí anotovaných PFAS o 56 %, zatímco iterativní vylučování nepřineslo nové nálezy. Naopak ve vysoce složitém vzorku C vedlo iterativní vylučování až k 45 % navýšení potvrzených PFAS, přičemž All Ions identifikoval pět unikátních látek. IonDecon umožnil korelaci fragmentů s prekurzory a FluoroMatch Visualizer poskytl interaktivní přehled homologických řad podle Kendrickovy hmotnostní odchylky.

Přínosy a praktické využití metody

• Automatizovaná, rychlá a přesná nontarget analýza PFAS v různých matricích
• Rozšířená schopnost detekce perzistentních látek v režimu datově nezávislé analýzy
• Podpora hlubokého screeningového přístupu a vizualizace homologických řad
• Vhodné pro environmentální monitoring a QA/QC průmyslových procesů

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření fragmentační knihovny a využití strojového učení pro vyšší přesnost anotací
• Real-time nontarget screening v terénních i routine laboratořích
• Integrace s dalšími DIA platformami a open-source nástroji pro komplexní chemickou charakterizaci
• Standardizace protokolů pro široké nasazení v environmentálních laboratořích

Závěr

Softwarová platforma FluoroMatch s modulem IonDecon a režimem All Ions MS/MS vytváří komplexní a spolehlivý workflow pro nontarget analýzu PFAS. Metoda významně rozšiřuje pokrytí detekovaných látek jak ve vzorcích nízké proměnlivosti, tak v složitých matricích, a usnadňuje rychlou identifikaci perzistentních kontaminantů.

Reference

1. Koelmel J et al. Expanding Per- and Polyfluoroalkyl Substances Coverage in Nontargeted Analysis Using Data-Independent Analysis and IonDecon. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2023, 34(11), 2525–2537.
2. Koelmel J et al. Toward Comprehensive Per- and Polyfluoroalkyl Substances Annotation Using FluoroMatch Software and Intelligent High-Resolution Tandem Mass Spectrometry Acquisition. Anal. Chem. 2020, 92(16), 11186–11194.
3. NIST Interlaboratory Studies on PFAS Non-targeted Analysis Final Report. 2025.