THE USE OF GC×GC-NCI-QTOF FOR THE QUANTITATIVE ANALYSIS OF ORGANOCHLORINE PESTICIDES (OCPs) AND POLYCHLORINATED BIPHENYLS (PCBs)

Význam tématu

Organochlorované pesticidy (OCPs) a polychlorované bifenyly (PCBs) patří mezi perzistentní organické polutanty s vysokou toxicitou a dlouhodobou přítomností v prostředí. I nízké koncentrace těchto látek mohou představovat významné riziko pro zdraví lidí i ekosystémy. Spolehlivá identifikace a kvantifikace je proto klíčová pro monitorování kvality ovzduší, vody, půdy a potravin.

Cíle a přehled studie / článku

Studie se zabývá aplikací komplementární dvourozměrné plynové chromatografie (GC×GC) s termální modulací spojené s kvadrupólovým časem letu (QTOF) v negativní chemické ionizaci (NCI) pro kvantitativní analýzu OCPs a PCBs při nízkých koncentracích. Cílem je ověřit opakovatelnost, linearitu, citlivost a přesnost měření v rozsahu jednotek až stovek ppb.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorkem byla standardní směs OCPs a PCBs v rozsahu 150–300 ng/mL ve petrochemickém éteru, zředěná do koncentrací 2–300 ng/mL v n-hexanu. Analýzy proběhly na zařízení:

• Agilent 7890B GC se split/splitless injektorem
• Zoex ZX2 kryogen-volná termální modulace
• Agilent 7200B QTOF v NCI režimu (metan jako reaktivní plyn, EDR režim, rychlost až 50 Hz)
• Software GC Image HR pro vizualizaci a zpracování 2D dat

Hlavní výsledky a diskuse

• Separační výkon GC×GC výrazně překonává jednorozměrnou GC, s lepším rozlišením a sníženou koelucí v komplexních matricích.
• Opakovatelnost retenčních časů (RSD <0,2 % v 1. dimenzi, <1,2 % ve 2. dimenzi) a kvantifikovaných signálů (průměrné RSD 3,1 %) byla vynikající.
• Lineární odezvy v rozsahu 3–300 ppb s koeficienty determinace R2 mezi 0,99977–0,99999 potvrzují výbornou linearitu.
• Při nejnižší testované koncentraci (2,5 ppb) dosahovalo poměru signálu k šumu (S/N) 33–186, což naznačuje detekční limity v oblasti nízkých ppt.
• Přepnutí na splitless injekci dokáže vylepšit citlivost o řád, přesné ladění NCI parametrů dále sníží detekční limity.
• Vysoce přesná hmotnostní spektrometrie HRMS (chyba <4 ppm) a izotopové vzorce zvyšují selektivitu a potvrzení identity analyzovaných látek.

Přínosy a praktické využití metody

• Jednodušší příprava a menší potřeba rozsáhlého čištění vzorku díky vynikající selektivitě GC×GC.
• Možnost simultánní analýzy cílových i necílových složek v komplexních matricích.
• Vysoká citlivost a spolehlivost vhodné pro monitorování životního prostředí, potravin, pitné vody i průmyslové kontroly.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Dynamické přepínání mezi EI a CI režimem umožňuje širší spektrum ionizačních podmínek a rozšířenou detekci nepřímých metabolit.
• Zavedení cíleného nastavení NCI parametrů a pokročilých algoritmů zpracování dat pro další snížení detekčních limitů.
• Aplikace metody na biomonitoring, studium transportu POPs a screening neznámých environmentálních kontaminant.

Závěr

GC×GC s termální modulací v kombinaci s QTOF v NCI režimu nabízí robustní, citlivý a vysoce selektivní přístup pro kvantifikaci organochlorovaných pesticidů a PCB ve stopových koncentracích. Díky vynikající separační kapacitě, stabilitě retenčních časů, linearitě a vysoké hmotnostní přesnosti je metoda vhodná pro široké uplatnění v environmentální a potravinářské analytice.

Reference

Peroni D. Application Note JSB 2017: The Use of GC×GC-NCI-QTOF for the Quantitative Analysis of Organochlorine Pesticides and Polychlorinated Biphenyls