Post-Target Analysis of Halogenated Flame Retardants Using Mass Defect Plots

Význam tématu

Halogenované zpomalovače hoření a další halogenované organické sloučeniny představují v životním prostředí dlouhodobě perzistentní kontaminanty, které se akumulují v potravních řetězcích. Informace o dosud neznámých halogenovaných látkách je klíčová pro ochranu ohrožených druhů a pro vyhodnocení rizik spojených s expozicí těmto látkám.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo demonstrovat využití neřízené hmotnostní spektrometrie doplněné o mass defect plottování založené na rozdílu mezi nominální a přesnou hmotností (Cl-H mass defect) pro odhalení halogenovaných kontaminantů v tkáních amerického úhoře (Anguilla rostrata) z Ontarského jezera. Studie slouží jako proof-of-concept pro screening neznámých sloučenin v komplexních biologických matricích.

Použitá metodika

Odběr vzorků zahrnoval deset velkých jedinců amerického úhoře, jejichž tkáně byly extrahovány a sloučeny do jedné směsi. Chromatografická separace probíhala na plynové chromatografii se solvent vent režimem. Data ze sekce TOFMS byly získány plně akumulovanými spektry v rozsahu m/z 35–850 s frekvencí 6 spekter/s. K vyhledávání signálů a dekonvoluci byl použit software s vysokým rozlišením.

Použitá instrumentace

• LECO Pegasus GC-HRT (high resolution TOFMS)
• Agilent 7693 autosampler
• Agilent 7890 GC s multi-mode inlet v solvent vent režimu
• Kolona Restek Rxi-guard (5 m × 0,25 mm) a Rxi-5MS (30 m × 0,25 mm × 0,25 µm)
• ChromaTOF-HRT software pro dekonvoluci a peak finding

Hlavní výsledky a diskuse

Analýzou Cl-H mass defect plotu bylo detekováno více než 900 signálů. Mezi identifikovanými látkami byly:

• Legacy kontaminanty: polychlorované bifenyly (PCBs), polybromované difenylethery (PBDEs), polychlorované difenylethery (PCDEs), dieldrin, mirex, hexachlorobenzen (HCB)
• Metabolity a rozkladné produkty DDT (DDD, DDE), methoxy-nonachlorodiphenylether
• Dosud neznámé halogenované sloučeniny s jednoznačnou charakteristikou halogenového vzorce potvrzenou přesnou hmotností

Mass defect plot umožnil rychlé filtrování m/z signálů s charakteristickou Cl-H odchylkou a rozlišení izotopových dvojic (35Cl/37Cl, 79Br/81Br). Tato vizualizace usnadnila výběr relevantních loužených skupin signálů pro další dekonvoluci a knihovní porovnání.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlý screening komplexních matric bez předběžného cílení na konkrétní sloučeniny
• Možnost objevovat dosud neznámé halogenované kontaminanty
• Podpora regulací a monitoringu ohrožených ekosystémů
• Rozšíření arsenálu analytických nástrojů v environmentální chemii

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se integrace mass defect plotů s pokročilou strojovým učením pro automatické rozpoznávání vzorců. Dále lze tento přístup využít pro fingerprinting složitých vzorků a porovnávání environmentálních profilů z různých lokalit. Vývoj dalších škálovacích faktorů pro jiné halogeny a jejich kombinace rozšíří možnosti detekce širší škály perzistentních organických polutantů.

Závěr

Cl-H mass defect plot představuje účinnou screeningovou techniku pro neřízenou analýzu halogenovaných kontaminantů v komplexních biologických vzorcích. Studium amerického úhoře z Ontarského jezera ukázalo schopnost identifikovat známé i dosud neznámé halogenované látky, což podpoří další environmentální studie a regulace.

Reference

1. Sleno L. J Mass Spectrom. 2012;47(2):226–236
2. Taguchi VY et al. JASMS. 2010;21(11):1918–1921
3. Jobst KJ et al. Anal Bioanal Chem. 2013;405:3289–3297
4. Byer JD et al. Chemosphere. 2013;90(5):1719–1728