Methodologies for Ultrashort-Chain and Comprehensive PFAS Analysis in Water Samples

Metodiky pro analýzu ultrakrátkých a komplexních PFAS ve vodách

Význam tématu:
Ultrakrátké řetězce perfluoroalkylových látek představují rostoucí ekologickou hrozbu díky vysoké mobilitě v povrchových a podzemních vodách. Trifluoroctová kyselina patří mezi nejrozšířenější a nejobtížněji analyzovatelné sloučeniny v běžných LC metodách. Pro spolehlivou detekci je tedy nutné vyvinout specializované chromatografické přístupy.

Cíle a přehled studie / článku:
Výzkum představil dva separační protokoly pro kvalitativní a kvantitativní analýzu ultrakrátkých PFAS a širšího spektra perfluoroalkylových kyselin a sulfonátů až po C14. Prvním je cílená přímá injekce využívající hybridní HILIC/iontovou výměnu na sloupci Polar X. Druhým je diluuj a injektuj workflow s inertním polarním povrchem na sloupci Ultra Inert IBD, které pokrývá 45 cílových PFAS.

Použitá instrumentace:

• Kapalinová chromatografie spojená s hmotnostní spektrometrií LC MS MS s negativním ESI a scheduled MRM režimem
• Sloupce Raptor Polar X 50 x 2.1 mm, 2.7 µm a Ultra Inert IBD 100 x 2.1 mm, 3 µm
• PFAS Delay Column pro eliminaci pozadí
• Mobilní fáze s ammonium formátem a formickou kyselinou v různých poměrech vody, acetonitrilu a isopropanolu

Použitá metodika:

• Příprava standardů v reverzní osmóze vodě s interními standardy izotopově značených PFAS
• Filtrace odpadních vod nylonovými nebo polypropylenovými filtry
• Fortifikace vzorků pro hodnocení přesnosti a opakovatelnosti na úrovních od 2 do 1000 ng l-1
• Polar X metoda pro analyty C1–C4 s objemem injekce 10 µl, gradientem a teplotou 40 °C
• Ultra Inert IBD metoda pro 45 PFAS s objemem injekce 45 µl, gradientem a teplotou 40 °C

Hlavní výsledky a diskuse:

• Linearita všech analyzovaných sloučenin byla v rozsahu r2 > 0,995 s odchylkami do 30 % při nejnižších koncentracích
• Obnova analyzátů se pohybovala pro Polar X mezi 86,6 a 107 % a pro Ultra Inert IBD mezi 70 a 130 %
• Přesnost vyjádřená jako %RSD byla u obou metod pod 20 %
• Metody byly úspěšně aplikovány na pitné, balené, studniční, pramenité i odpadní vody včetně biologicky čištěných odpadů

Přínosy a praktické využití metody:

• Rychlý protokol bez složité extrakce pevnou fází
• Možnost širokospektrálního monitoringu od ultrakrátkých po dlouhé PFAS
• Vysoká reprodukovatelnost a spolehlivost pro regulační účely

Budoucí trendy a možnosti využití:

• Rozšíření spektra cílových PFAS včetně nových etherových karboxylátů
• Integrace s vysokým rozlišením MS pro neznámé PFAS
• Automatizovaná příprava vzorků a green chromatography přístupy
• Standardizace metod pro mezinárodní regulace

Závěr:
Předložené workflow demonstrovaly robustní řešení pro cílenou analýzu ultrakrátkých PFAS a komplexní stanovení až 45 sloučenin. Obě chromatografické metody nabízejí vysokou přesnost, opakovatelnost a univerzální využití v monitoringu vodních matric.