A Comparison of GC-ICP-MS and HPLC-ICP-MS for the Analysis of Organotin Compounds

Význam tématu

Organotinné sloučeniny jsou široce rozšířené v prostředí i průmyslových aplikacích, ale zároveň představují významné riziko pro ekosystémy a lidské zdraví. Spolehlivá a citlivá analýza těchto látek je proto klíčová pro environmentální monitoring, kontrolu kvality potravin a hodnocení expozice člověka.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie je porovnat dvě chromatografické přístupy spojené s detekcí ICP-MS – plynovou GC-ICP-MS (po derivatizaci) a kapalinovou HPLC-ICP-MS (bez derivatizace) – z hlediska citlivosti, rozsahu stanovitelných sloučenin, přesnosti a provozních nákladů.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky (sedimenty) byly extrahovány pomocí ASE (Dionex ASE 200) s methanolovým extrakčním činidlem. Rozdělení organotinů se provádělo:

• HPLC-ICP-MS: Agilent 1100 HPLC se C18 kolonkou (2,1×150 mm, 3 µm), mobilní fáze acetonitril/voda/kyselina octová/TEA, tok 0,2 mL/min, přímé zavedení do Agilent 7500i ICP-MS (ShieldTorch, Peltier chlazená spraye komora, 5 % O2).
• GC-ICP-MS: Agilent 6890 GC s Agilent G3158A rozhraním, derivatizace NaBEt4, PFA Nebulizér, 5 % O2 nebo N2 s přidáním do nosného plynu, Agilent 7500i ICP-MS se štítkovou torch.

Pro kvantifikaci byla použita metoda izotopové ředící techniky (IDMS) s 117Sn označenými organotiny jako spike; kalibrace probíhala mícháním vzorku se spike a s primárním standardem 120Sn.

Hlavní výsledky a diskuse

• GC-ICP-MS dokázala rozdělit 10–12 organotinů v jednom běhu, HPLC-ICP-MS pouze 5–6 sloučenin.
• Přidání 5 % O2 do přívodního plynu zvýšilo signál 9–12×, použití 5 % N2 vedlo k dalšímu nárůstu až 16×, LOD pro TBT kleslo z 0,4 ng/mL na 0,006 ng/mL.
• Precision (RSD) stanovování 120Sn/118Sn byla cca 1,6 % (HPLC) a 1,7 % (GC) během 6–8 hodin provozu.
• Při stanovení TBT v referenčním sedimentu PACS-2 byly výsledky 864±35 ng/g (HPLC) a 846±11 ng/g (GC) vs certifikovaná hodnota 980±130 ng/g, bez statisticky významného rozdílu.

Přínosy a praktické využití metody

• HPLC-ICP-MS: rychlejší analýza, žádná derivatizace, nižší spotřeba činidel, vhodné pro vysokopropustné laboratoře.
• GC-ICP-MS: vyšší citlivost, širší spektrum analyzovatelných organotinů, ultratrace detekce i v náročných matricích.
• IDMS poskytuje vysokou přesnost a robustnost vůči matrice díky kompenzaci systematických chyb.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Vývoj univerzálních GC/HPLC rozhraní pro simultánní víceprvkovou speciací (Se, Pb, Hg, Sn).
• Miniaturizace chromatografických systémů a automatizace derivatizace pro vyšší propustnost a konzistenci výsledků.
• Integrace s pokročilými programy pro zpracování dat a umělou inteligencí pro prediktivní analýzu ekotoxických rizik.

Závěr

Obě techniky mají své silné stránky: HPLC-ICP-MS je efektivní pro rutinní stanovení bez derivatizace, GC-ICP-MS exceluje v ultratrace intervenčních studiích a širším spektru analyzovatelných sloučenin. Izotopová ředící metoda významně zvyšuje přesnost a spolehlivost stanovení organotinů.

Reference

1. Nicklin S., Robson M. W. (1988) Applied Organometallic Chemistry, 2, 487–508.
2. Tao H. et al. (1999) Anal. Chem., 71, 4208–4215.
3. Keithly J. C., Cardwell R. D., Henderson D. G. (1999) Hum. Ecol. Risk Assess., 5(2), 337–354.
4. Sadiki A., Williams D. T. (1996) Chemosphere, 32(12), 2389–2398.
5. Takahashi S. et al. (1999) Environmental Pollution, 106, 213–218.
6. Rajendran R. B. et al. (2000) Analyst, 125, 1757–1763.
7. Gomez-Ariza J. L. et al. (1998) J. Chromatogr. A, 823(1–2), 259–277.
8. Leal-Granadillo I. A. et al. (2000) Anal. Chim. Acta, 423(1), 21–29.
9. Snell J. P. et al. (2000) J. Anal. At. Spectrom., 15(12), 1540–1545.
10. Encinar J. R. et al. (2002) Anal. Chem., 74, 270–281.
11. Sutton P. G. et al. (2000) Appl. Organomet. Chem., 14, 1–10.
12. Agilent (2002) Technical Note GC-ICP-MS Interface, pub. 5988-3071EN.
13. Arnold C. G. et al. (1998) Anal. Chem., 70, 3094–3101.
14. Catterick T., Fairman B., Harrington C. J. (1998) J. Anal. At. Spectrom., 13, 1109.
15. Sargent M. et al. (2002) Guidelines for High Accuracy IDMS, RSC London.