Determination of Ultratrace Polychlorinated Dibenzo-p-Dioxins and Dibenzofurans Using GC/MS/MS

Význam tématu

Polychlorované dibenzo-p-dioxiny a dibenzofurany patří mezi nejtoxičtější a nejperzistentnější organické znečišťující látky. Schopnost detekce těchto sloučenin na ultratracených hladinách je klíčová pro posouzení environmentálního rizika a dodržování regulačních limitů, zejména v ekologii odpadů a kontrolách emisí z incinerace.

Cíle a přehled studie / článku

Studie se zaměřila na vývoj a validaci metody GC/MS/MS pro analýzu sedmnácti 2,3,7,8-substituovaných PCDD/F kongenerů v komplexních matricích. Hlavním cílem bylo prokázat srovnatelnou výkonnost se standardními GC/HRMS metodami při nižších investičních a provozních nákladech.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky (popel z incinerace a certifikovaná referenční rybí tkáň) byly obohaceny o 13C12 značené interní standardy, extrahovány Soxhletem nebo ASE v n-hexanu a dichlormethanu 1:1 (v/v) a poté očištěny postupně na kyselém křemelinu, vícevrstvém křemelinovém sloupci a sloupci s aktivním uhlím. Finální eluce proběhla toluenem a koncentrace extraktů se upravila proudem čistého dusíku.

Použitá instrumentace

• Chromatograf: Agilent 7890 GC
• Detektor: Agilent 7010 triple quadrupole GC/MS/MS v módu MRM s EI 70 eV
• Kolona: Agilent J&W DB-5ms UI, 60 m × 0,25 mm × 0,25 μm
• Teplotní program: 150 °C/3 min, 20 °C/min do 230 °C (18 min), 5 °C/min do 235 °C (10 min), 4 °C/min do 320 °C (1 min)
• Převodní teploty: injektor 290 °C, iontová kapsle 320 °C, rozhraní 320 °C, kvadrupóly 150 °C
• Nosný plyn: helium 1,0 mL/min; kolizní plyn: dusík 1,5 mL/min, helium 4,0 mL/min

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda dosáhla vynikající separace všech 17 PCDD/F kongenerů za 58 minut analýzy. Kalibrační křivky ukázaly RSD < 3 % a limity detekce v rozmezí 0,008 až 0,08 pg/μL, což splňuje požadavky EPA 1613. Analýza CRM rybí tkáně prokázala shodu průměrných hodnot s certifikovanými referenčními údaji (RSD < 10 %) a iontové poměry byly v povoleném intervalu ± 15 %. Porovnání s GC/HRMS u šesti vzorků popela potvrdilo shodu výsledků v rozmezí 2,1 až 32,6 pg TEQ/g.

Přínosy a praktické využití metody

• Ekonomická alternativa k HRMS pro rutinní analýzu ultratracenních dioxinů
• Vhodná pro kontrolu emisí z incinerace, environmentální monitoring a dodržování regulačních limitů
• Vysoká selektivita a citlivost díky módu MRM a třetímu kvadrupólu

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se širší adopce triple quadrupole GC/MS/MS systémů pro oficiální potravinářské a environmentální metody. Vývoj rychlejších a plně automatizovaných postupů extrakce a čištění, miniaturizace a online propojení s GC by mohl dále zkrátit časy analýz a snížit spotřebu rozpouštědel.

Závěr

Popsaná GC/MS/MS metoda kombinuje vysokou citlivost, selektivitu a reprodukovatelnost pro analýzu 17 toxických PCDD/F kongenerů. Validace na CRM i porovnání s GC/HRMS potvrzují její spolehlivost a ekonomickou výhodnost pro rutinní ultratracenné měření v různých typech vzorků.

Reference

1 Zheng G J et al Environment International 2008 34 1050–1061
2 Regulation (EU) 709/2014 amending PCR 152/2009
3 Bhavasar S P et al Environment International 2008 34 915–921
4 Riener J Agilent Technologies Application Note 5991-6590EN 2016
5 EPA Method 1613 1997