Analysis of Tris(isopropylphenyl) Phosphate Using Agilent Triple Quadrupole 6475 LC/MS

Význam tématu

Analýza tris(isopropylfenyl)fosfátu (TIPP) je důležitá vzhledem k rostoucím regulačním omezením a požadavkům na kontrolu přítomnosti persistentních, bioakumulativních a toxických látek v polymerních výrobcích. Po oznámení omezení ze strany US EPA v rámci TSCA Section 6(h) vzrostl zájem o spolehlivé a citlivé metody pro stanovení TIPP v PVC a dalších syntetických pryskyřicích, zejména v dětských hračkách a povlacích kabelů. LC/MS s triple kvadrupólem nabízí alternativu k GC/MS s výhodou vyšší citlivosti a selektivity v režimu MRM.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout a ověřit metodiku pro kvantitativní stanovení TIPP pomocí Agilent 6475 triple kvadrupólového LC/MS a ověřit její citlivost, linearitu a reprodukovatelnost. Metoda byla aplikována i na reálné vzorky z PVC komponent dětských hraček a povlaků kabelů, aby se demonstrovala použitelnost pro rutinní kontrolu obsahu TIPP v polymerních výrobcích.

Použitá instrumentace

• Agilent 6475 Triple Quadrupole LC/MS (MS v režimu MRM, ionizace ESI s Agilent Jet Stream).
• Agilent 1290 Infinity II LC System: Flexible Pump (G7104A), Multisampler (G7167B), Multicolumn Thermostat (G7116B).
• Analytická kolona: Agilent ZORBAX RRHD Eclipse Plus C18, 2.1×100 mm, 1.8 μm (P/N 959758-902).

Provozní parametry MS a LC (shrnutí nejdůležitějších hodnot):

• Mobilní fáze: A = 2 mM acetát amonný ve vodě, B = acetonitril.
• Gradient: 30 % B → 100 % B v 15 min, 100 % B po 5 min; průtok 0.3 mL/min; teplota kolony 40 °C; injekční objem 3 μL.
• ESI (AJS): drying gas 300 °C, 10 L/min; sheath gas 400 °C, 12 L/min; nebulizér 50 psi; capilární napětí 4000 V; fragmentor 100 V; nozzle 0 V.
• MRM přechody (přehled):
  • TIPP-0 (triphenyl fosfát): prekursor m/z 327 → produkt m/z 77 (kvalifikátor) a 152; CE ≈ 40 eV.
  • TIPP-1 (isopropylfenyl-difenyl fosfát): prekursor m/z 369 → produkt m/z 327 (kvantifikátor) a 215; CE ≈ 20–35 eV.
  • TIPP-2 (bis(isopropylfenyl)-fenyl fosfát): prekursor m/z 411 → produkt m/z 327 a 369; CE ≈ 20–30 eV.
  • TIPP-3 (tris(isopropylfenyl)fosfát, analyt regulovaný v TSCA): prekursor m/z 453 → produkt m/z 369 (kvantifikátor) a 327; CE ≈ 25–35 eV.

Použitá metodika

Standardní roztok TIPP byl připraven rozpuštěním standardu (Santa Cruz Biotechnology) v acetonu na 1 μg/mL a další ředění v metanolu. Předúprava plastových vzorků byla provedena v souladu s publikovanou postupnou metodikou z předchozích prací, vzorky byly uchovávány a zpracovávány v deaktivovaných skleněných vialkách. Měření provedeno v režimu MRM s kvantifikačním a kvalifikačními ionty stanovenými podle produktových spekter.

Hlavní výsledky a diskuse

• Citlivost: metoda prokázala detekční limit ≤ 0,1 ng/mL (0,1 ng/mL standard), přičemž poměry signál/šum (S/N) se pohybovaly přibližně 22–93 v závislosti na konkrétním TIPP komponentu (TIPP-0 až TIPP-3).
• Linearita: kalibrační křivky v rozsahu 0,1–100 ng/mL vykázaly vynikající linearitu s korelačními koeficienty ≥ 0,9999 pro všechny sledované komponenty.
• Reprodukovatelnost: pětičetné opakování měření 0,1 ng/mL ukázalo relativní směrodatnou odchylku 0,18–1,38 %, což indikuje velmi dobrou přesnost opakování.
• Isomery a kvantifikace: v rámci analýzy byly detekovány izomery s 0, 1, 2 a 3 isopropylovými substituenty; izomery v produktech (peaky 2–4) byly detekovány jako smíšené a jejich individuální zastoupení není známo, což ztěžuje přesnou kvantifikaci jednotlivých izomerů. V praxi byly izomery považovány za ekvivalentní s ohledem na koncentraci vůči TIPP standardu.
• Analýza reálných vzorků: ve čtyřech testovaných plastových vzorcích (PVC díly hraček A a C; povlak kabelu B a D) se výrazně lišilo relativní zastoupení jednotlivých TIPP komponent. Relativní intenzity a součty ploch ukázaly, že některé vzorky (zejména kabel D) obsahovaly až ~9× vyšší celkové signály než jiné (D vs. B), nicméně kvůli rozdílům v ionizační účinnosti jednotlivých komponent nelze bez standardů pro každý izomer přesně převést součet ploch na hmotnostní obsah TIPP v matrici.

Přínosy a praktické využití metody

• Metoda poskytuje vysokou citlivost a selektivitu pro detekci TIPP v nízkých ng/mL koncentracích, vhodnou pro monitorování sledovaných PBT látek v souladu s regulačními požadavky.
• Vysoká linearita a nízká RSD zajišťují vhodnost metody pro rutinní kontrolní stanovení a sledování kvality v průmyslových a kontrolních laboratořích.
• Režim MRM zajišťuje robustní selektivitu v komplexních matricích polymerů, minimalizuje interferenci a umožňuje detekci i v přítomnosti izomerů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření metody o izotopově značené interní standardy nebo standardy pro jednotlivé izomery by umožnilo kvantifikaci s korekcí odlišné ionizační účinnosti a přesné stanovení hmotnostního obsahu TIPP v matricích.
• Integrace LC/MS metod s dalšími předúpravami (např. cílená extrakce/čistění) může zlepšit přesnost v složitých matricích a snížit maticové efekty.
• Vývoj referenčních materiálů obsahujících směsi izomerů TIPP a validační studie mezi laboratořemi podpoří standardizaci zkušebních postupů pro regulační účely.
• Možnost použití vysokorychlostních akvizičních režimů a vysokopropustné analýzy pro screening většího počtu vzorků v souvislosti s kontrolou spotřebitelských výrobků.

Závěr

Vyvinutá metoda pomocí Agilent 6475 triple kvadrupólu umožňuje citlivou, lineární a reprodukovatelnou analýzu TIPP v rozsahu 0,1–100 ng/mL s vynikajícími analytickými parametry. Metoda je vhodná pro detekci TIPP v polymerních výrobcích, přičemž interpretace absolutního obsahu TIPP u reálných vzorků vyžaduje pozornost vzhledem k přítomnosti izomerů a rozdílům v ionizační účinnosti jednotlivých komponent.

Reference

1. Analysis of Tris(isopropylphenyl) Phosphate in Polymer Materials Using Thermal Desorption–GC/MS. Agilent Technologies application note, 5994-4454JAJP, 2024.
2. Analysis of Chlorinated Paraffins in Plastic Products and Waste Using the Agilent 6470 Triple Quadrupole LC/MS and InfinityLab Poroshell 120 EC-CN Column. Agilent Technologies application note, 5994-5521JAJP, 2022.