Analýza PBDE v environmentálních a potravinových matricích pomocí GC-MS/MS TSQ 9610

Cílem této aplikační nóty je ukázat výkonnost hmotnostního spektrometru Thermo Scientific™ TSQ™ 9610 na bázi trojitého kvadrupólu ve spojení s GC Thermo Scientific™ TRACE™ 1610 pro stanovení polybromovaných difenyletherů (PBDE) ve vzorcích životního prostředí a potravin.

Obr. 1 Analýza PBDE v environmentálních a potravinových matricích pomocí GC-MS/MS TSQ 9610

PBDE jsou třídou polybromovaných uhlovodíků vyskytujících se jako směsi kongenerů s podobnou molekulární strukturou, ale odlišnými chemickými a fyzikálními vlastnostmi (např. kongenery s nižším počtem atomů bromu bývají těkavější a více se bioakumulují než více bromované kongenery). V minulosti byly tyto sloučeniny široce používány jako zpomalovače hoření v různých výrobcích jako jsou plasty, nábytek, čalounění, elektrická vybavení, elektronická zařízení, textilie a další výrobky pro domácnost, a to díky své schopnosti uvolňovat radikály, které při vystavení vysokým teplotám snižují rychlost hoření i šíření ohně. Tyto sloučeniny se do životního prostředí dostávají prostřednictvím emisí z výrobních procesů, uvolňováním z různých výrobků, které PBDE obsahují, recyklací odpadů a průsaky ze skládek odpadů. Jsou považovány za všudypřítomné perzistentní polutanty, protože byly zjištěny v pevných prachových částicích v ovzduší, vázané na sedimenty, povrchové vody, ryby a další mořské živočichy, a představují proto riziko pro lidské zdraví. V důsledku toho bylo zakázáno používání některých toxických PBDE, které jsou spojovány s rakovinou a endokrinními poruchami, a v současné době jsou uvedeny v seznamu perzistentních organických polutantů Stockholmské úmluvy.

S analýzou PBDE ve vzorcích potravin a životního prostředí je spojeno několik problémů. Zaprvé je potřeba zajistit stabilně nízké limity detekce. To může být obtížné vzhledem ke složitosti analyzovaných matric. Zadruhé, protože kongenery PBDE mají podobnou strukturu, separace těchto sloučenin může být bez prodloužení doby analýzy chromatograficky obtížná. Analytické laboratoře musí svým zákazníkům dodávat výsledky včas a prostoje přístrojů nejsou přijatelné. Tradičně se pro analýzu PBDE používá plynová chromatografie v kombinaci s detektory elektronového záchytu (GC-ECD), hmotnostní spektrometrie (GC-MS) nebo hmotnostní spektrometrie s vysokým rozlišením (GC-HRMS). Hmotnostní spektrometrie na bázi trojitých kvadrupólů (GC-MS/MS) s vysokou selektivitou při odstraňování interferencí z matrice, které mohou vést k falešně pozitivním chybným výsledkům, poskytuje citlivost pro detekci PBDE na ultrastopových úrovních.

V této studii byl použit GC-MS/MS s trojitým kvadrupólem Thermo Scientific TSQ 9610 pro stanovení PBDE v rybím tuku a ve vzorcích životního prostředí (voda a půda). Pro chromatografickou separaci kongenerů byla testována kolona Thermo Scientific™ TraceGOLD™ PDBE; zatímco SRM (selected reaction monitoring) akviziční mód zajistil vhodnou selektivitu a citlivost při analýze vzorků s matricí. V experimentech byla vyhodnocena linearita a limity detekce přístroje (IDL) pro všechny sloučeniny a v rozšířené studii robustnosti (n=100 nástřiků vzorků s matricí) posouzena reprodukovatelnost detekce stopových množství PDBE.

Experiment

Při těchto experimentech byl použit hmotnostní spektrometr na bázi trojitého kvadrupólu TSQ 9610 vybavený iontovým zdrojem Thermo Scientific™ NeverVent™ Advanced Electron Ionization (AEI) ve spojení s plynovým chromatografem TRACE 1610 s Thermo Scientific™ iConnect-PTV injektorem a autosamplerem Thermo Scientific™ AI/AS 1610. GC TRACE 1610 s injektorovými a detektorovými moduly umožňuje rekonfiguraci přístroje tak, aby se během několika minut přizpůsobil různým pracovním postupům. Technologie NeverVent dovoluje čištění iontového zdroje, výměnu filamentu a výměnu kolony bez porušení vakua v přístroji, čímž zajišťuje minimální prostoje v laboratorním pracovním procesu. Autosampler AI/AS 1610 zajišťuje snadné použití a finanční efektivitu pro vysoce výkonnou laboratorní práci.

Chromatografické separace bylo dosaženo na koloně TraceGOLD TG-PBDE o rozměrech 15 m × 0,25 mm × 0,10 μm (P/N 26061-0350). Kolona TraceGOLD PDBE byla vyvinuta speciálně pro zajištění rychlé analýzy PBDE s vynikající separací kritických kongenerů (PBDE-49 a PBDE-71). Překračuje kritéria pro rozlišení metody U.S. EPA 16143 a díky konstrukci a vysoké tepelné stabilitě (až 360 ˚C) zajišťuje rychlejší eluci PBDE s vysokým bodem varu (např. PBDE-209) s lepším tvarem píků.

Vyhodnocení a závěry experimentu, další parametry GC-MS/MS a úplný seznam cílových sloučenin jsou podrobně uvedeny v přiložené aplikaci.

Obr. 2 Thermo Scientific™ TRACE™ 1610 s autosamplery Thermo Scientific™ AI/AS 1610

Pro více informací nás neváhejte kontaktovat na eliasova@pragolab.cz.