Is Your Next Sip Safe? A Simple, Rapid Method for Measuring volatile PFAS in Juices.

Význam tématu

Per- a polyfluorované alkylové látky (PFAS) představují rostoucí globální riziko kvůli jejich perzistenci a vazbám na nežádoucí zdravotní účinky. Zatímco rutinní monitorování se historicky zaměřovalo na vodu, narůstá potřeba spolehlivého sledování PFAS v potravinách a nápojích. Volatilní PFAS nejsou vždy vhodné pro LC/MS analýzu, a proto je důležitá rychlá, citlivá metoda vhodná pro komplexní matrice, jako jsou ovocné šťávy.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem práce bylo vyvinout a ověřit metodu pro kvantifikaci volatilních PFAS v džusech za použití headspace SPME v kombinaci s GC-MS/MS (MRM). Studie hodnotila lineární rozsah, přesnost, preciznost, vliv matrice a vhodnost izotopově značených interních standardů pro kompenzaci matrikových efektů. Jako modelové matrice byly použity čtyři komerční džusy (různé balení a složení) a laboratorní kontrolní vzorek (reagentní voda).

Použitá metodika a instrumentace

Metoda: headspace solid‑phase microextraction (HS‑SPME) následovaná GC‑MS/MS v režimu Multiple Reaction Monitoring (MRM) s izotopovou ředící metodou (isotope dilution). Celkem bylo cíleno 10 volatilních PFAS zahrnujících PFIs, FTIs, FTACs, FTMACs, FTOHs a FASAs. Pro každý vzorek byly doplněny izotopově značené interní standardy; výpočet koncentrací proběhl pomocí isotope dilution.

Hlavní instrumentace a podmínky (shrnutí):

• GC: Nexis GC‑2030, splitless injekce, nosný plyn helium, injekční port 240 °C.
• Kolona: SH‑I‑624Sil MS, 30 m × 0,25 mm × 1,40 µm. Lineární rychlost ~45 cm/s; celkový průtok ~50 mL/min.
• Program pece: 40 °C (7 min), 5 °C/min do 190 °C, poté 40 °C/min do 300 °C (držení 5 min).
• MS: GCMS‑TQ8040 NX, rozhraní 280 °C, ionizační zdroj 200 °C, režim MRM, loop time 0,5 s.
• Autosampler a SPME: AOC‑6000 Plus s SPME modulem; SPME vláknem DVB/CAR/PDMS (50/30 µm).
• SPME podmínky: inkubace 5 min, extrakce 30 min, desorpce 7 min, agitace 300 rpm, teplota extrakce 50 °C, objem vzorku 10 mL, 2 % NaCl (w/v) pro zvýšení extrakce.
• Kalibrace: osmibodová interní kalibrace 1–2000 ng/L (typicky 1–2000 ng/L u většiny analyzovaných látek).

Hlavní výsledky a diskuse

Citlivost a linearita:

• Pro analyzované látky byly dosaženy koeficienty determinace R2 ≥ 0,993, což indikovalo výbornou lineární závislost v deklarovaném rozsahu (obvykle 1–2000 ng/L).

Kontaminace a ověření kalibrace:

• Metodické blanky neobsahovaly kvantifikovatelné množství cílových PFAS, systém byl považován za bez kontaminace.
• Initial Calibration Verification (ICV) a Continuing Calibration Verification (CCV) měly přesnost v rozmezí 70–130 % vůči počáteční křivce, splňujíc kritéria metody.

Přesnost a preciznost v čisté matrici (LCS):

• LCS (reagentní voda) obohacená 100 ng/L: průměrné procentuální recoveries 83–115 %; %RSD 0,6–6,8 %, tedy splněno (cíle 70–130 % recovery; ≤20 % RSD).

Matrikové efekty v džusech:

• Testy ukázaly výrazné vlivy matrice pro většinu cílových látek. Použití odpovídajícího izotopově značeného interního standardu pro každý analyte bylo zásadní pro korektní kvantifikaci. Náhrada interního standardu jiným standardem i v rámci stejné chemické třídy ne vždy kompenzovala matrikové efekty.
• V neobohacených (unspiked) komerčních vzorcích nebyly žádné z cílových PFAS zjištěny v kvantifikovatelných koncentracích.
• Po přidání analyzátů do čtyř testovaných džusových matic byly průměrné recoveries mezi 69–120 % s %RSD < 12, což odpovídá přijatelným výkonům pro komplexní matrice.

Specifické poznámky:

• Příklad: 8:2 FTMAC byl přesně kvantifikován pouze při použití svého izotopově značeného standardu (8:2 FTMAC‑d5); jiné interní standardy nedokázaly spolehlivě kompenzovat vliv matrice.

Přínosy a praktické využití metody

• Metoda umožňuje analýzu volatilních PFAS, které mohou uniknout detekci při běžných LC/MS postupech, a tím doplňuje stávající analytické portfolio při monitorování potravin a nápojů.
• HS‑SPME poskytuje rychlou a bezrozpouštědlovou předúpravu s minimální manipulací, což snižuje riziko kontaminace a náklady na spotřební materiál.
• Vysoká linearita a reprodukovatelnost v rámci ověřeného rozsahu umožňují použití metody v kontrolních laboratořích, včetně rutinního screeningu a podpory při vyšetřování incidentů (např. právní spory, reklamace kvality).
• Metoda je flexibilní a pravděpodobně přenositelná i na jiné nápojové matrice (sportovní nápoje, obohacené vody), jak uvádí autoři.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření panelu analyzovaných volatilních PFAS a rozvoj značených interních standardů pro každou cílovou látku zvýší robustnost kvantifikace v různých matrikách.
• Standardizace metodiky a mezilaboratorní ověření pro podporu regulačních požadavků a harmonizované kontroly kvality v potravinářství.
• Integrace s vysokorozlišovacími hmotnostními spektrometry (HRMS) pro nekonečný screening a identifikaci nových či neočekávaných volatilních PFAS.
• Optimalizace pro nižší limity detekce, automatizace vzorkování a datové workflow pro rutinní nasazení v QA/QC.
• Výzkum transformačních produktů a chování volatilních PFAS během zpracování potravin a skladování nápojů.

Závěr

Studie představila HS‑SPME GC‑MS/MS metodu, která je rychlá, citlivá a validovaná pro kvantifikaci deset volatilních PFAS v různých džusových matricích. Klíčovým závěrem je nezbytnost použití odpovídajících izotopově značených interních standardů pro každý analyte k minimalizaci matrikových efektů. Metoda dosahuje dobré linearity, přesnosti a preciznosti a je vhodná pro monitorování volatilních PFAS v nápojích s potenciálem rozšíření na další typy nápojových produktů.

Reference

1. Alazaiza M. Y., Alzghoul T. M., Ramu M. B., Amr S. S. A., Abushammala M. F. PFAS Contamination and Mitigation: A Comprehensive Analysis of Research Trends and Global Contributions. Case Studies in Chemical and Environmental Engineering. 2025;101127.
2. Per‑ and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS). US Food and Drug Administration. 26 June 2024.
3. Florida’s Natural PFAS Lawsuit Disputes “Natural” Claim. Milberg. 26 September 2023.