Extended Evaluation of Method Performance for PFAS & Cyanotoxins Analysis Using a Single LC-MS/MS in Water

Význam tématu

V posledních letech roste zájem o monitoring PFAS a cyanotoxinů kvůli jejich environmentální perzistenci a zdravotním rizikům. Regulace (EPA, ECHA) vyžadují spolehlivou analýzu pitné i povrchové vody. Kombinace LC-MS/MS s automatickým přepínáním metod usnadňuje laboratořím rychlou odezvu na krizové situace (HABs) a optimalizuje náklady i čas bez nutnosti více přístrojů.

Cíle a přehled studie

Studie hodnotí schopnost jednoho LC-MS/MS přístroje Shimadzu LCMS-8060RX s automatickým přepínáním metod splnit požadavky EPA Methods 533 (PFAS), 544 (mikrocystiny a nodularin) a 545 (cylindrospermopsin, anatoxin-a). Cílem bylo ověřit chromatografické rozlišení, linearitu kalibrace, opakovatelnost i efektivitu mezi-metodového rinsingu během dlouhodobého provozu.

Použitá metodika a instrumentace

Soubor metod:

• Metoda 533: SPE extrakce, reverzní C18 kolona, ESI (negativní ionizace), doba analýzy 15 min.
• Metody 545 a 544: přímá injekce, reverzní C18 kolony, ESI (pozitivní ionizace), doba analýzy 8 min.

Instrumentace:

• Shimadzu LCMS-8060RX s LC-40 sérií (degassery, LPGE pumpy, autosampler, kolonušatna, přepínací ventily).
• Delay kolona pro zachycení background PFAS.
• Pětiminutový rinse krok mezi metodami pro prevenci carryover.

Experimentální design:
Batch obsahoval 294 injekcí (kalibrace, kontrolní injekce, blank, rinse) prováděných nepřetržitě 54 hodin. Sekvence opakovaly kalibraci, kontrolu po přepnutí a rinse mezi metodami.

Hlavní výsledky a diskuse

• Chromatografické rozlišení: Všechny cílené analyty byly separovány s minimálním překryvem; MRM přístupy zajistily přesnou identifikaci.
• Linearita kalibrací: R² >0,99 pro všechny analyty v průmyslových rozsazích (0,5–50 µg/l PFAS, 0,02–20 µg/l anatoxin-a, 0,005–10 µg/l cylindrospermopsin, 0,5–500 µg/l mikrocystiny).
• Přesnost a opakovatelnost: Injection accuracy 80–120 %, %RSD <15 % u všech kalibračních úrovní.
• Efektivita rinse: Po pětiminutovém rinse nebyla pozorována kontaminace mezi metodami; kalibrační kontroly potvrdily stabilitu.

Přínosy a praktické využití metody

Konsolidace více metod do jednoho přístroje výrazně snižuje investiční a provozní náklady. Automatizace minimalizuje manuální zásahy, zvyšuje throughput a umožňuje rychlou reakci na krizové zhoršení kvality vody při zachování rutinního provozu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření přístupu na další skupiny emerging contaminants (např. pesticidy, léčivé látky). Integrace online vzorkovačů a automatizovaných SPE modulů může zvýšit citlivost a throughput. Využití strojového učení pro analýzu dat může dále optimalizovat kvalitu výsledků a snižovat detekční limity.

Závěr

Jednotný LCMS-8060RX systém s automatickým přepínáním metod prokázal vysokou spolehlivost, přesnost a provozní efektivitu. Metoda splňuje požadavky EPA 533, 544 a 545 a představuje efektivní řešení pro environmentální monitoring a QA/QC laboratoře.

Reference

1. Progress update on the per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) restriction process. ECHA.
2. EPA Method 537.1: Determination of Selected Per- and Polyfluorinated Alkyl Substances in Drinking Water by SPE and LC-MS/MS. EPA.
3. EPA Method 533: Determination of PFAS in Drinking Water by Isotope Dilution Anion Exchange SPE and LC-MS/MS. EPA.
4. EPA Drinking Water Health Advisories for Cyanotoxins. EPA.
5. EPA Method 544: Determination of Microcystins and Nodularin in Drinking Water by SPE and LC-MS/MS. EPA.
6. EPA Method 545: Determination of Cylindrospermopsin and Anatoxin-a in Drinking Water by LC-ESI-MS/MS. EPA.
7. One System, Multiple Solutions: Analysis of PFAS & Cyanotoxins in Water adhering to EPA 537.1, 544, and 545. Shimadzu.