Comprehensive PFAS Analysis in Textiles Using Triple Quadrupole GC/MS and LC/MS Workflows

Komplexní analýza PFAS v textiliích — shrnutí

Význam tématu

Per- a polyfluorované alkylové látky (PFAS) jsou v textilním průmyslu široce používány pro hydrofobní, olejoodpudivé a odpuzující vlastnosti. Vzhledem k jejich perzistenci a zvyšujícím se důkazům o environmentálních a zdravotních rizicích rostou regulační požadavky (např. REACH, POPs) a standardy průmyslu (ZDHC, OEKO-TEX®, AFIRM, Bluesign). Spolehlivá a citlivá analytika, schopná pokrýt jak těkavé, tak netěkavé PFAS v různých textilních matricích, je proto kritická pro dodržení limitů, interní kontrolu a posuzování rizik.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo vyvinout a ověřit end-to-end analytické workflow, kompatibilní s normou EN 17681-1:2025, pro kvantifikaci širokého panelu PFAS v textiliích (trička, voděodolné šortky, ponožky). Přístup kombinuje extrakční postup založený na heat- and ultrasound-assisted (HUA) extrakci s dvojicí instrumentálních platforem: GC/TQ pro těkavé PFAS a LC/TQ pro netěkavé PFAS, s důrazem na citlivost, linearitu, přesnost a reprodukovatelnost.

Použitá metodika

Postup přípravy vzorku byl proveden podle přílohy E normy EN 17681-1:2025 s následujícími kroky:

• Vážený vzorek 1,0 ± 0,05 g.
• Nástřik interních standardů (ISTD) a cílových standardů / surrogátů pro kontrolu kvality.
• Pro GC/TQ (těkavé PFAS): methanolová extrakce, HUA (sonikace při 60 °C 1 h), odstředění, filtrace a ředění s následným ředěním v ethylacetátu pro injekci na GC.
• Pro LC/TQ (netěkavé PFAS): alkalizovaná methanolová extrakce, HUA (60 °C 1 h), odstředění, úprava pH na 6–7, filtrace, doplnění ISTD a injekce na LC.
• Hodnocení výkonnosti zahrnovalo linearitu, citlivost (LOQ), návratnost (recovery) v matrix-spiked QCs a přesnost (RSD).

Použitá instrumentace

Instrumentální platformy a klíčové komponenty použité ve studii:

• GC/TQ pro těkavé PFAS: Agilent 8890 GC spárovaný s 7010D trojitým kvadrupólem (TQ) a kolona DB-624.
• LC/TQ pro netěkavé PFAS: Agilent 1290 Infinity III UHPLC s 6475A LC/TQ a kolona ZORBAX RRHD Eclipse Plus C18.
• Standards a spotřební materiál: referenční standardy (individuální směsi nebo práškové formy) a spotřební materiál od Agilent, ověřené na PFAS-free vhodnost pro LC i GC.

Hlavní výsledky a diskuse

Výkon metody:

• Návratnost (recovery): Více než 80 % analyzovaných látek mělo návratnost v rozsahu 60–140 % napříč QC úrovněmi; typické FTOH látky dosahovaly 70–120 %. Klíčové povinné PFAS dle EN 17681 a ZDHC vykázaly 96–109 % návratnost.
• Linearita: Všechny analyty vykázaly v kalibracích R² > 0,99 (minimálně 5 bodů kalibrace).
• Citlivost (LOQ): Pro těkavé PFAS byly připraveny kalibrace 0,5–100 ng/mL; pro netěkavé PFAS 0,001–50 ng/mL. Některé FTOH (4:2, 6:2, 8:2, 10:2) dosáhly LOQ 10 µg/kg, což je pod limitem ZDHC (1000 µg/kg). U LC/TQ 58 z 74 sledovaných netěkavých PFAS dosáhlo LOQ 10 µg/kg, splňujíc citlivostní požadavky EN 17681-1:2025 a ZDHC.
• Reprodukovatelnost: Všechny analyty měly %RSD < 20 % (n=6) ve všech QC úrovních, což potvrzuje robustnost pro rutinní testování.

Metodické poznámky:

• Workflow eliminuje časově náročné kroky jako odpařování a rekonstituci, což zvyšuje laboratorní produktivitu.
• Důraz na validovanou sadu interních standardů a surrogátů je klíčový pro kontrolu matrixových vlivů a přesné kvantifikace.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí několik praktických výhod:

• Komplexní pokrytí: Současná analýza těkavých i netěkavých PFAS pokrývá více než 100 sloučenin ve 14 chemických třídách.
• Regulační shoda: Metoda je navržena tak, aby vyhověla požadavkům EN 17681-1:2025 a limitům doporučovaným ZDHC, což usnadňuje audit a certifikaci produktů.
• Laboratorní efektivita: Zjednodušená příprava vzorku a automatizovatelné postupy vhodné pro vysokoprůtokové rutinní testování v průmyslových a kontrolních laboratořích.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané směry dalšího rozvoje a aplikace:

• Rozšíření sledovaných aniontů a polymerních PFAS: Integrace dalších analytických standardů a metrik pro nově identifikované PFAS a jejich prekurzory.
• Standardizace a interoperabilita: Další sladění metodik mezi normami, průmyslovými standardy a regulačními požadavky pro usnadnění mezinárodního porovnání dat.
• Vylepšení senzitivity: Další optimalizace preanalytických kroků a instrumentace za účelem dosažení ještě nižších LOQ pro ultra-trace monitorování.
• Implementace vysokopropustných a automatizovaných workflow v kontrolních laboratořích textilního průmyslu a dodavatelských řetězcích.

Závěr

Studie prokázala, že kombinovaný přístup založený na HUA extrakci a dvojí platformě GC/TQ + LC/TQ poskytuje robustní, citlivé a reprodukovatelné řešení pro kvantifikaci širokého spektra PFAS v textilních matricích. Metoda splňuje klíčové požadavky normy EN 17681-1:2025 a prakticky podporuje dodržování průmyslových limitů (ZDHC), přičemž zjednodušuje laboratorní postupy a zvyšuje kapacitu rutinní analýzy.

Reference

1. Agilent Technologies. Quantitative Volatile PFAS Analysis in Textiles. Publication Number: 5994-8966 EN.
2. European Committee for Standardization (CEN). EN 17681-1:2025.