Analysis and Quantitation of Polyfluorinated Alkyl Substances (PFAS) in EPA Method 537.1 Using High Resolution Accurate Mass Spectrometry

Postery | 2019 | ShimadzuInstrumentace
LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Zaměření
Životní prostředí
Výrobce
Shimadzu

Význam tématu


Per-/polyfluorované alkylové látky (PFAS) jsou široce používané v průmyslu a spotřebním zboží, ale jejich perzistence a toxicita představují riziko pro životní prostředí a lidské zdraví. Spolehlivá detekce a kvantifikace PFAS ve vodě vyžaduje citlivé metody s vysokým rozlišením hmotnosti, které umožňují zachytit známé i dosud neidentifikované látky v ultranízkých koncentracích.

Cíle a přehled studie


Hlavním cílem bylo ověřit možnost aplikace kvadrupólového časově-oflého hmotnostního spektrometru (QTOF) pro analýzu PFAS dle aktualizované EPA metody 537.1. Studie porovnává kvantitativní výkonnost QTOF s běžně používaným triple-quadruple (QQQ) přístrojem a demonstruje workflow pro kvalifikaci a detekci nových PFAS v environmentálních vzorcích.

Použitá instrumentace


  • UHPLC systém Nexera-X2 (Shimadzu)
  • Analytický sloupec Shim-pack TM Velox 150×2,1 mm, 2,7 μm; delay sloupec Shim-pack XR-ODS 50×3,0 mm
  • Triple-quadrupole LCMS-8045 (Shimadzu) pro MRM analýzu
  • Quadrupole Time-of-Flight vysoké rozlišení (QTOF) s přesnou hmotností

Použitá metodika


Vzorky vodních extraktů byly analyzovány elektrosprejovou ionizací (ESI) v negativním módu. Chromatografické parametry zahrnovaly gradientní pohyb mobilní fáze (20 mM acetát amonný/methanol), průtok 0,25 mL/min, doba běhu 35 min. Pro QQQ byla stanovena kvantitační metoda MRM, zatímco pro QTOF byly využity vysokorozlišovací MRM sběrové okno ±20 ppm. Metoda byla kalibrována na koncentrace v rozsahu ppb–ppt a splnila požadavky EPA 537.1 (r2 > 0,99, %REC 80–120, RSD < 15 %). Pro identifikaci neznámých PFAS bylo použito softwarové řešení LabSolutions Insight Explore: detekce signatur, predikce sumárního vzorce, prohledávání databáze DSSTox a MS/MS potvrzení.

Hlavní výsledky a diskuse


QTOF dosáhl kvantitativních limitů srovnatelných s QQQ (LOQ cca 2 ppt) a v řadě sloučenin vykázal recove­ry mezi 90–130 % a RSD pod 10 %. Workflow umožnilo identifikovat také dosud nezahrnuté PFAS mimo seznam EPA 537.1, například sloučeninu s molekulovou hmotností 263,983 Da (C5H O2F9). V grafickém porovnání chromatogramů při 5 ppt jsou patrné podobné intenzity a rozlišení obou přístrojů.

Přínosy a praktické využití metody


Metoda na QTOF umožňuje:
  • Paralelní kvantifikaci cílových PFAS s EPA 537.1
  • Komplexní screening neznámých a podezřelých PFAS v jednom analytickém běhu
  • Flexibilitu pro rozšiřování seznamu sledovaných látek bez nové optimalizace MRM

Budoucí trendy a možnosti využití


Očekává se další integrace vysokorozlišovacích technik s umělou inteligencí a strojovým učením pro automatizované rozpoznání PFAS signatur. Rozvoj rozsáhlých databází sumárních vzorců umožní rozšíření podezřelého a non-target screening v reálném čase. Kombinace s miniaturizovanými a terénními zařízeními by mohla přinést rychlejší monitoring kvality vody.

Závěr


Studie prokázala, že QTOF s vysokým rozlišením a přesnou hmotností je plnohodnotnou alternativou k triple-quadruple hmotnostním spektrometrům pro analýzu PFAS dle EPA 537.1. Nabízí navíc možnost simultánního screeningu neznámých látek v nízkých ppt hladinách a nabízí přidanou hodnotu pro environmentální monitoring.

Reference


1. EPA Method 537 rev 1.1, Determination of Selected Perfluorinated Alkyl Acids in Drinking Water by Solid Phase Extraction and Liquid Chromatography/Tandem Mass Spectrometry (LC/MS/MS), U.S. EPA, Sept. 2009.
2. EPA Method 537.1, Determination of selected per- and polyfluorinated alkyl substances in drinking water by solid phase extraction and liquid chromatography/tandem mass spectrometry (LC/MS/MS), U.S. EPA, Nov. 2018.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Analysis and Quantitation of Polyfluorinated Alkyl Substances (PFAS) in EPA Method 537.1 Using High Resolution Accurate Mass Spectrometry
Sensitive Perfluoroalkyl Substance (PFAS) Screening Using High Resolution Accurate Mass Spectral Library
PFAS Analysis: Application Notebook
PFAS Analysis: Application Notebook
2020|Shimadzu|Příručky
Analysis of Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS) Specified in EPA M537.1 Using the Triple Quadrupole LCMSTM-8045