Identification par- et les espèces chimiques polyfluorés avec un flux de travail combinée spectrométrie de masse à haute résolution ciblée et Non-ciblés-dépistage

Cette approche permet la quantitation du SFI connu et la découverte de nouvelles substances dans les mêmes échantillons, comparativement aux approches ciblées seules qui ne contiennent pas les composés émergents préoccupants. Ce protocole cible une plus grande variété de composés PFAS, qui sont représentatifs des produits chimiques émergents les plus récents. Si l’étape de concentration est adaptée aux composés, les méthodes de mesure utilisées ici pourraient être appliquées à n’importe quelle classe de produits chimiques.

Pour prélassez un échantillon sur le terrain, portez des gants de nitrile et recueillez de 500 à 1 000 millilitres d’eau sur le terrain dans une bouteille de polyéthylène, de HDPE ou de polypropylène propre et haute densité. Ajouter cinq millilitres d’agent de conservation de l’acide nitrique à 35 % à la bouteille de l’échantillon et à un champ vierge, et transporter les échantillons au laboratoire. Versez chaque échantillon dans des cylindres gradués individuels, pré-nettoyés, d’un litre et de haute densité en polypropylène, et enregistrez le volume exact des échantillons.

Ajouter 10 millilitres de méthanol à chaque bouteille d’échantillon vidée avant de plafonner et de secouer vigoureusement pour rincer les substances absorbées par et polyfluoroalkyl, ou PFAS, de l’intérieur de la bouteille. Ensuite, retournez l’échantillon d’eau mesuré à la bouteille rincée avec le rinçage méthanolique. Pour obtenir une courbe standard de quantitation, remplissez huit bouteilles d’échantillons vides d’un litre d’eau déionisée sans PFAS et étiquetez les bouteilles avec huit concentrations uniformément espacées couvrant la plage de quantitation souhaitée.

Ensuite, ajoutez une quantité de mélange de PFAS indigène à chaque bouteille pour donner les concentrations appropriées de PFAS, et ajoutez le mélange pfas standard interne à chaque échantillon à une concentration se rapportant au point médian de la courbe d’étalonnage. Ensuite, filtrer les échantillons à travers des filtres en fibre de verre A sous vide doux dans des flacons individuels, pré-nettoyés, d’un litre à haute densité sous vide en polypropylène. Si les particules restent dans la bouteille, rincez l’eau déionisée supplémentaire et filtrez le lavage dans le flacon.

Pour l’extraction en phase solide, retourner l’eau filtrée dans la bouteille de l’échantillon et conditionner un faible échange d’anion, ou WAX, cartouche avec 25 millilitres de méthanol et 25 millilitres supplémentaires d’eau déionisée. Placez le tube d’extraction de pompe dans les bouteilles filtrées d’échantillon, et étiquetez l’extraction de phase solide, ou SPE, cartouches avec les noms appropriés d’échantillon. Pompez 500 millilitres de chaque échantillon à travers chaque cartouche à un débit régulier de 10 millilitres par minute, rejetant le débit.

Retirez les cartouches WAX SPE des pompes à pistons et transférez la cartouche SPE dans un collecteur sous vide, équipé de réservoirs de verre externes. Rincer chaque cartouche SPE avec quatre millilitres de 25 millimilles, pH quatre tampon d’acétate de sodium sous vide doux, suivie d’un lavage neutre au méthanol de quatre millilitres. À la fin du lavage, placez un tube de centrifugeuse en polypropylène de 15 millilitres sous chaque cartouche SPE pour recueillir l’élitente et élévez les échantillons avec quatre millilitres d’hydroxyde d’ammonium de 0,1 % dans le méthanol.

Ensuite, enlevez les tubes d’élitution et réduisez le volume d’élitate à 500 à 1 000 microlitres par évaporation sous le flux d’azote sec dans un bain d’eau à 40 degrés Celsius. Pour la chromatographie liquide ciblée avec spectrométrie de masse tandem, diluer 100 microlitres d’extrait d’échantillon avec 300 microlitres de tampon d’acétate d’ammonium de deux millimlaires dans un flacon d’échantillon de chromatographie liquide haute pression, et préparer une liste de travail analytique composée de la courbe standard, des échantillons, et une réplique supplémentaire de la courbe standard pour évaluer la dérive instrumentale à travers la course. Analyser les échantillons à l’aide de méthodes standard de chromatographie liquide et de spectrométrie de masse établies pour les composés ciblés d’intérêt.

À la fin de l’analyse, générer une courbe standard à partir des échantillons standard en utilisant le rapport de zone de pointe de l’analyte à la norme interne par rapport à la concentration d’analyte, et de générer une formule de régression quadratique avec un sur x pondération pour la prévision de la concentration. Quantifier les analytes ciblés dans chaque échantillon à l’aide des courbes standard préparées et du rapport de zone pour chaque mesure. Si la concentration dépasse la plage d’étalonnage, diluer l’échantillon d’origine avec de l’eau déionisée piquée avec la concentration standard interne appropriée, et ré-extraire pour amener la concentration dans la plage appropriée.

Pour la chromatographie liquide non ciblée avec spectrométrie de masse tandem, diluer 100 microlitres d’extrait d’échantillon avec 300 microlitres de tampon d’acétate d’ammonium de deux millimolaires dans un flacon d’échantillon de chromatographie liquide à haute pression. Après avoir mis en place une liste de travail comme démontré, utilisez le logiciel d’instrument pour recueillir des données de spectrométrie chromatographie-masse liquide avec un balayage large en mode dépendant des données. Pour le traitement de données non ciblé, ouvrez le logiciel d’extraction de fonctionnalités moléculaire approprié et sélectionnez Ajouter/Supprimer des fichiers d’échantillons et ajoutez des fichiers, et sélectionnez les données brutes de l’expérience non ciblée.

Cliquez sur OK, et sélectionnez extraction de fonctionnalités récursives par lots et méthode ouverte pour charger une méthode préé établie ou pour modifier manuellement les paramètres du logiciel. Pour chaque fonctionnalité restante après le filtrage, générer des formules chimiques prévues à partir du spectre de masse exacte et composite, et ouvrir l’agence de protection de l’environnement CompTox Chemicals Dashboard Batch Search outil. Pour rechercher les formules chimiques prévues ou les masses neutres contre, pour retourner les structures chimiques potentielles, sélectionnez le type d’identificateur et coller la liste des identificateurs dans la boîte d’identification.

Sélectionnez Télécharger des données chimiques et toutes les données physiques, chimiques ou toxicologiques souhaitées pour les correspondances potentielles à partir du menu drop-down. Ensuite, confirmez les structures à l’aide des normes disponibles et/ou de la spectrométrie de masse tandem à haute résolution ciblée correspondant aux fragments par rapport aux spectres des bases de données, dans les spectres théoriques silico ou la curation manuelle. Chromatographie liquide quantitative avec des résultats de spectrométrie de masse tandem sont présentés sous la forme de chromatogrammes irationnelle pour le chromatogramme irional total et les chromatogrammes irionaux extraits de transitions chimiques spécifiques pour les produits chimiques mesurés.

La zone de pointe intégrée d’une transition chimique est liée à l’abondance composée et peut être utilisée pour calculer la concentration exacte à l’aide d’une courbe d’étalonnage normalisée selon une norme interne. L’analyse non ciblée à l’aide d’un balayage complet de la SP donne un chromatogramme ion total pour les échantillons, ce qui permet une génération ad hoc de chromatogrammes iions extraits pour des ions individuels. Les composés pfas ont des défauts de masse négatifs en raison de leur prépondérance des atomes de fluor, et les composés polyfluorés ont des défauts de masse positifs mais sensiblement plus petits que les matières organiques homologues.

Une deuxième étape de filtrage de méthode consiste à identifier les séries homologues contenant des unités répétées communes aux espèces de PFAS à l’aide d’un logiciel approprié. À partir de données sur la SP à haute résolution, une ou plusieurs formules chimiques putatives peuvent être appariées à l’empreinte isotopique du spectre de masse et notées. Les formules chimiques peuvent être confirmées davantage, et certaines informations structurelles peuvent être recueillies à partir de données de spectrométrie de masse en tandem.

D’autres expériences de spectrométrie de masse peuvent être utilisées pour confirmer l’identité de nouveaux composés, et des comparaisons d’échantillons peuvent fournir des informations sur la prévalence et la quantité relative de produits chimiques. Il est très important d’avoir des blancs appropriés et des échantillons de contrôle de la qualité pour la matrice afin de valider les mesures quantitatives et non ciblées. Les stratégies présentées sont devenues la nouvelle approche du dépistage environnemental de la SPFO en permettant la découverte d’inconnus et la prédiction de leur identité.