LEGACY AND EMERGING PERFLUORINATED ALKYL SUBSTANCES (PFAS) IN WATER: DEVELOPING AN SPE METHOD FOR LC-MS/MS ANALYSIS

Význam tématu

Perfluorované alkylové látky (PFAS) představují široce rozšířené a biologicky perzistentní kontaminanty, které se dostávají do vodního prostředí z průmyslových a spotřebitelských zdrojů. Díky svým amfifilním vlastnostem se používají jako povrchově aktivní látky a nátěry odolné vůči vodě, skvrnám a teplu. Jejich detekce ve vodách v ultra stopových koncentracích je zásadní pro vyhodnocení environmentálního rizika a dodržení současných i budoucích limitních norem.

Cíle a přehled studie

Studie se zaměřila na vývoj a optimalizaci pevné fáze extrakce (SPE) podle ISO 25101 pro obohacení čtyř typů hydrochemických vzorků (povrchová, podpovrchová, odpadní a čisticí voda) a na následnou detekci 40 stávajících a vznikajících PFAS pomocí LC-MS/MS. Hlavním cílem bylo dosáhnout citlivosti na úrovni sub-ppt a ověřit reprodukovatelnost a robustnost metody.

Použitá instrumentace

• LC systém: ACQUITY UPLC I-Class Plus s PFC kitem
• Kolona: ACQUITY UPLC BEH C18 2,1×100 mm, 1,7 μm, teplota 35 °C
• MS systém: Xevo TQ-S micro, ESI režim, kapilární napětí 0,5 kV, teplota zdroje 100 °C, odplyňovací teplota 350 °C

Použitá metodika

Vzorky o objemu 250 ml byly upraveny na pH < 3 a filtrovány přes skleněné vlákno. SPE se prováděla na cartridgích Oasis WAX (6 cc, 150 mg), následně eluenty sušeny do 0,5 ml pro 250× obohacení. Chromatografická gradientní eluce s mobilními fázemi obsahujícími 2 mM octanu amonného a ionizační podmínky byly optimalizovány pomocí MassLynx QuanOptimize. Interní standardy představovalo 28 izotopově značených PFAS.

Hlavní výsledky a diskuse

• Průměrné upravené výtěžnosti většiny PFAS dosahovaly 75–130 % díky korekci pomocí interních standardů.
• Opakovatelnost analýzy (6 replikátů) vykazovala RSD pod 15 %, většinou pod 10 %.
• Dosažené limity detekce (LOD) pro jednotlivé PFAS se pohybovaly od <0,01 ng/l do několika ng/l na vzorek, což odpovídá požadavkům legislativních směrnic (EU, EPA).
• Robustnost metody prokázala stabilní retenční časy, plochy iontových stop a iontové poměry při 20 po sobě jdoucích injekcích komplexního extraktu povrchové vody (RSD < 10 %).
• Analýza reálných vzorků odhalila variabilní profily a koncentrace PFAS v povrchové, podpovrchové, odpadní i čisticí vodě, včetně nových látek jako GenX a ADONA.

Přínosy a praktické využití metody

• Možnost sledování širokého spektra legacy i emerging PFAS v environmentálních vodách s vysokou citlivostí.
• Implementace metody v laboratorních provozech umožňuje spolehlivé vyhodnocení kvality vody a dodržování regulačních požadavků.
• SPE s Oasis WAX zajišťuje jednoduchou a reprodukovatelnou přípravu vzorků s výrazným obohacením analyzovaných látek.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření seznamu cílových PFAS o nové struktury a degradáty.
• Automatizace přípravy vzorků a integrace s vysoce výkonnými hmotnostními analyzátory pro vyšší propustnost.
• Vývoj rychlejších chromatografických metod s nižší spotřebou mobilní fáze.
• Uplatnění metody při sledování PFAS v potravinách, biotě a dalších typech matric.

Závěr

Navržená metoda SPE-LC-MS/MS poskytuje robustní, reprodukovatelné a vysoce citlivé stanovení 40 PFAS v různých typech vodních vzorků. Dosažené LOD a kvalita analýzy odpovídají současným regulačním požadavkům a metodu lze implementovat v rutinních kontrollních a výzkumných laboratořích.

Reference

1. Waters Application Note 720006471EN: Method for PFAS Analysis in Water by SPE-LC-MS/MS.
2. ISO 25101:2009, Water quality — Determination of trace organic contaminants using solid phase extraction and LC-MS.