あたりを識別する-ポリフルオロ化学種の結合対象・非対象と検診高分解能質量分析ワークフロー

このアプローチは、既知のPFASの定量と同じサンプル内の新しい物質の発見を可能にし、懸念の新興化合物を見逃す標的アプローチと比較して。このプロトコルは、最新の新興化学物質を代表する、より幅広いPFAS化合物を対象としています。濃度ステップが化合物に適合している場合、ここで使用される測定方法は、任意のクラスの化学物質に適用することができます。

フィールドからサンプルを収集するには、ニトリル手袋を着用し、フィールドの場所から500〜1,000ミリリットルの水を清潔で高密度のポリエチレン、HDPE、またはポリプロピレンボトルに集めます。サンプルボトルとフィールドブランクに35%硝酸保存剤の5ミリリットルを加え、サンプルをラボに戻します。各サンプルを個別の、事前洗浄、1リットル、高密度ポリプロピレン等流シリンダーに注ぎ、サンプルの正確な体積を記録します。

各空のサンプルボトルに10ミリリットルのメタノールを加えてから、キャッピングして激しく振り回し、ボトルの内部から吸収された過ごとおよびポリフルオロアルキル物質(PFAS)をすすいでください。次いで、メタノールリンスを用いて、測定した水サンプルをリンスボトルに戻す。定量のための標準曲線を得るために、PFASを含まない脱イオン水で8個の空の1リットルのサンプルボトルを充填し、所望の定量範囲を覆う8つの等間隔の濃度でボトルにラベルを付けます。

次に、各ボトルにネイティブPFASミックスの量を追加して適切なPFAS濃度を得て、キャリブレーション曲線の中間点に近い濃度で各サンプルに内部標準PFAS混合物を追加します。次に、ガラス繊維Aフィルターを通して、個々の、事前に洗浄された1リットルの高密度ポリプロピレン真空フラスコにサンプルをフィルター処理します。粒子状物質がボトル内に残っている場合は、追加の脱イオン水を洗い流し、洗浄物をフラスコにフィルター処理します。

固相抽出のために、濾過された水をサンプルボトルに戻し、弱いアニオン交換、またはWAXカートリッジに25ミリリットルのメタノールとさらに25ミリリットルの脱イオン水を加えます。フィルター処理されたサンプルボトル内にポンプ引き出しチューブを配置し、適切なサンプル名を持つソリッドフェーズ抽出(SPE)カートリッジをラベル付けします。各カートリッジを通して各サンプルの500ミリリットルを毎分10ミリリットルの安定した流量でポンプで送り、流量を廃棄する。

WAX SPEカートリッジをピストンポンプから取り出し、SPEカートリッジを真空マニホールドに移し、外部ガラスリザーバーを装備します。各SPEカートリッジを25ミリモルの4ミリリットル、pH 4酢酸ナトリウムバッファーを穏やかな真空下で洗い流し、続いて4ミリリットル中性メタノール洗浄を行います。洗浄の最後に、各SPEカートリッジの下に15ミリリットルのポリプロピレン遠心分離チューブを置いて溶液を回収し、メタノール中の0.1%水酸化アンモニウムの4ミリリットルでサンプルを溶出します。

次いで、溶出管を取り出し、摂氏40度の水浴中の乾燥窒素気流下で蒸発して溶出量を500~1,000マイクロリットルに減らします。タンデム質量分析を用いたターゲット液体クロマトグラフィーの場合、高圧液体クロマトグラフィーサンプルバイアル内の2ミリモルアンモニウム酢酸バッファーを300マイクロリットルのサンプル抽出物で100マイクロリットル希釈し、標準曲線、サンプルサンプル、および標準曲線の追加複製からなる分析ワークリストを作成して、ラン全体のインストゥルメンタルドリフトを評価します。目的とする対象化合物に対して確立された標準的な液体クロマトグラフィーおよび質量分析法を使用してサンプルを分析します。

分析の最後に、分析物のピーク面積比と分析物の濃度に対する分析物のピーク面積比を使用して標準サンプルから標準曲線を生成し、濃度予測のために1オーバーx重み付けで二次回帰式を生成します。各測定に対して用意された標準曲線と面積比を使用して、各サンプルのターゲット分析対象を定量化します。濃度が較正範囲を超えた場合は、適切な内部標準濃度でスパイクした脱イオン水で元のサンプルを希釈し、再抽出して濃度を適切な範囲に収めます。

タンデム質量分析を用いた非ターゲット液体クロマトグラフィーの場合、300マイクロリットルの2ミリモルアンモニウム酢酸緩衝液を用いて100マイクロリットルのサンプル抽出物を高圧液体クロマトグラフィーサンプルバイアルに希釈します。実例のようにワークリストを設定した後、計測器ソフトウェアを使用して、データ依存モードで幅広いスキャンを行った液体クロマトグラフィー質量分析データを収集します。非ターゲット データ処理の場合は、適切な分子特徴抽出ソフトウェア パッケージを開き、[サンプル ファイルの追加と削除] と [ファイルの追加] を選択し、対象とされていない実験から生データを選択します。

[OK] をクリックし、[バッチ再帰的特徴抽出とオープン メソッド] を選択して、事前に確立されたメソッドを読み込むか、ソフトウェア設定を手動で編集します。フィルタリング後に残っている各機能について、正確な質量および複合質量スペクトルから予測された化学式を生成し、環境保護庁CompTox化学物質ダッシュボードバッチ検索ツールを開きます。予測された化学式または中性の塊を検索するには、潜在的な化学構造を返すために、識別子の種類を選択し、識別子のリストを識別子ボックスに貼り付けます。

[化学物質データのダウンロード] と、候補一致に必要な物理データ、化学データ、または毒物データをドロップダウン メニューから選択します。次に、利用可能な標準および/またはターゲットの高分解能タンデム質量分析法を使用して構造を確認し、データベースからのスペクトル、シリコ理論スペクトル、または手動キュレーションで断片の一致を検出します。定量液体クロマトグラフィーとタンデム質量分析結果は、測定化学物質の特定の化学遷移の全イオンクロマトグラムおよび抽出されたイオンクロマトグラムのイオンクロマトグラムの形で提示されます。

化学転移の統合ピーク面積は、化合物の豊富量に関連しており、内部標準に正規化された較正曲線を使用して正確な濃度を計算するために使用することができます。完全なMSスキャンを用いた非標的分析は、サンプルの全イオンクロマトグラムを生成し、個々のイオンに対して抽出されたイオンクロマトグラムをアドホックに生成することができます。PFAS化合物は、フッ素原子の予め取りによって負の質量欠陥を有し、ポリフッ素化化合物は、相同性有機材料よりも陽性であるが実質的に小さい質量欠陥を有する。

第2の方法フィルタリングステップは、適切なソフトウェアパッケージを使用してPFAS種に共通の反復ユニットを含む相同系列を同定することです。高解像度MSデータから、1つ以上の推定化学式を、マススペクトルの同位体指紋と照合してスコア付けすることができます。化学式はさらに確認することができ、いくつかの構造情報はタンデム質量分析データから得ることができる。

さらに質量分析実験を使用して新しい化合物の同定を確認することができ、サンプル比較は化学物質の有病率および相対量に関する情報を与えることができる。定量的および非目標測定を検証するために、マトリックスに適切なブランクと品質管理サンプルを用意することが非常に重要です。示された戦略は、未知の発見とその身元の予測を可能にすることによって、PFASの環境スクリーニングに対する新しいアプローチとなっています。