זיהוי לכל-כימית Polyfluorinated מינים בזרימת עבודה משולבת יישוב, שאינו ממוקד-סינון ברזולוציה גבוהה ספקטרומטר מסה

גישה זו מאפשרת כימות של PFAS ידוע וגילוי של חומרים חדשים באותן דגימות, בהשוואה לגישות ממוקדות בלבד המפספסות תרכובות מתעוררות של דאגה. פרוטוקול זה מתמקד במגוון רחב יותר של תרכובות PFAS, המייצגות את הכימיקלים החדשים המתעוררים. אם שלב הריכוז מותאם לתרכובות, שיטות המדידה המשמשות כאן יכולות להיות מיושמות על כל סוג של כימיקלים.

כדי לאסוף מדגם מהשדה, ללבוש כפפות ניטריל ולאסוף 500 עד 1,000 מיליליטר של מים ממיקום השדה בבקבוק פוליאתילן נקי בצפיפות גבוהה, HDPE או פוליפרופילן. הוסיפו חמישה מיליליטר של חומר משמר 35% חומצה חנקתית לבקבוק הדגימה ולשדה ריק, והעברו את הדגימות בחזרה למעבדה. יוצקים כל דגימה לתוך בודדים, מראש ניקה, ליטר אחד, פוליפרופילן בצפיפות גבוהה מדורגים צילינדרים, ולתקליט את הנפח המדויק של הדגימות.

מוסיפים 10 מיליליטר של מתנול לכל בקבוק מדגם מרוקן לפני המכסה ורועדים במרץ כדי לשטוף חומרים נספגים לכל ופוליפלואורואלקיל, או PFAS, מפנים הבקבוק. לאחר מכן, להחזיר את דגימת המים נמדד לבקבוק שטף עם שטיפה מתנולית. כדי להשיג עקומה סטנדרטית לכמותה, מלאו שמונה בקבוקי דגימה ריקים בליטר אחד במים נטולי PFAS, ותייגו את הבקבוקים בשמונה ריכוזים במטווח שווה המכסים את טווח הכימות הרצוי.

לאחר מכן, הוסיפו כמות של תערובת PFAS מקורית לכל בקבוק כדי להניב את ריכוזי PFAS המתאימים, והוסיפו את תערובת ה- PFAS הסטנדרטית הפנימית לכל מדגם בריכוז המשוער לנקודת האמצע של עקומת הכיול. לאחר מכן, לסנן את הדגימות דרך סיבי זכוכית מסננים תחת ואקום עדין לתוך בודדים, ניקה מראש, בקבוקונים בצפיפות גבוהה פוליפרופילן ואקום. אם חומר חלקיקי נשאר בתוך הבקבוק, לשטוף את המים deionized נוספים, ולסנן את לשטוף לתוך הבקבוק.

עבור מיצוי שלב מוצק, להחזיר את המים המסוננים לבקבוק מדגם, ולהניח חילופי אניון חלש, או שעווה, מחסנית עם 25 מיליליטר של מתנול ו 25 מיליליטר נוספים של מים deionized. מקם את צינורות המשאבה בתוך בקבוקי הדגימה המסוננים, ותיוג מיצוי בשלב מלא, או SPE, מחסניות עם שמות המדגם המתאימים. לשאוב 500 מיליליטר של כל מדגם דרך כל מחסנית בקצב זרימה קבוע של 10 מיליליטר לדקה, השלכת זרימה דרך.

הסר את מחסניות ה- WAX SPE ממשאבות הבוכנה והעבר את מחסנית ה- SPE לסעפת ואקום, המצוידת במאגרי זכוכית חיצוניים. שטפו כל מחסנית SPE עם ארבעה מיליליטר של חיץ נתרן אצטט 25 מילימולר, pH 4 תחת ואקום עדין, ואחריו לשטוף מתנול ניטרלי ארבעה מיליליטר. בסוף הכביסה, מניחים צינור פוליפרופילן 15 מיליליטר צנטריפוגה מתחת לכל מחסנית SPE כדי לאסוף את eluent, ולהטמיע את הדגימות עם ארבעה מיליליטר של 0.1% אמוניום הידרוקסיד במתנול.

לאחר מכן, להסיר את צינורות elution, ולהפחית את נפח eluate ל 500 כדי 1,000 microliters על ידי אידוי תחת זרם חנקן יבש באמבט מים ב 40 מעלות צלזיוס. עבור כרומטוגרפיה נוזלית ממוקדת עם ספקטרומטריית מסה טנדם, לדלל 100 microliters של תמצית מדגם עם 300 microliters של שני מילימולר אמוניום אצטט מאגר בבקבוקון מדגם כרומטוגרפיה נוזלי בלחץ גבוה, ולהכין רשימת עבודה אנליטית המורכבת העקומה הסטנדרטית, דגימות, שכפול נוסף של העקומה הסטנדרטית כדי להעריך להיסחף אינסטרומנטלי על פני הריצה. לנתח את הדגימות באמצעות כרומטוגרפיה נוזלית סטנדרטית ושיטות ספקטרומטריית מסה שנקבעו עבור תרכובות ממוקדות של עניין.

בסוף הניתוח, ליצור עקומה סטנדרטית מן הדגימות הסטנדרטיות באמצעות יחס אזור השיא של analyte לסטנדרט הפנימי לעומת ריכוז של analyte, וליצור נוסחת רגרסיה מרובעת עם אחד מעל x שקלול עבור חיזוי ריכוז. מכמתים את האנליטים הממוקדים בכל דגימה באמצעות העקומות הסטנדרטיות המוכנות ויחס השטח עבור כל מדידה. אם הריכוז חורג מטווח הכיול, מדללים את המדגם המקורי במים מיונים עם הריכוז הסטנדרטי הפנימי המתאים, ומוציאים מחדש כדי להביא את הריכוז לטווח המתאים.

עבור כרומטוגרפיה נוזלית לא ממוקדת עם ספקטרומטריית מסה טנדם, לדלל 100 microliters של תמצית מדגם עם 300 microliters של מאגר אמוניום אצטט שני מילימולרים לתוך בקבוקון מדגם כרומטוגרפיה נוזלי בלחץ גבוה. לאחר הגדרת רשימת עבודה כפי שהוכח, השתמש בתוכנת המכשיר כדי לאסוף נתוני ספקטרומטריית מסת כרומטוגרפיה נוזלית עם סריקה רחבה במצב תלוי נתונים. לעיבוד נתונים לא ממוקד, פתחו את חבילת התוכנה המתאימה לחילוץ תכונות מולקולריות ובחרו ‘הוספה/הסרה של קבצים לדוגמה’ ו’הוספת קבצים’, ובחרו את הנתונים הגולמיים מהניסוי הלא ממוקד.

לחצו על הלחצן ‘אשר’ ובחרו ‘חילוץ תכונות רקורסיביות באצווה’ ו’פתח שיטה’ כדי לטעון שיטה שנקבעה מראש או כדי לערוך ידנית את הגדרות התוכנה. עבור כל תכונה שנותרה לאחר הסינון, צור נוסחאות כימיות חזויות מהספקטרום המסה והמרוכב המדויק, ופתח את כלי החיפוש של לוח המחוונים של CompTox Chemicals של הסוכנות להגנת הסביבה. כדי לחפש בנוסחאות הכימיות החזויות או בהמונים הניטרליים, כדי להחזיר מבנים כימיים פוטנציאליים, בחר את סוג המזהה והדבק את רשימת המזהים בתיבת המזהה.

בחר הורד נתונים כימיים וכל נתונים פיזיים, כימיים או רעילים הרצויים עבור התאמות פוטנציאליות מהתפריט הנפתח. לאחר מכן, אשר את המבנים באמצעות הסטנדרטים הזמינים ו / או ממוקד ספקטרומטריית מסה טנדם ברזולוציה גבוהה התאמת שברים נגד הספקטרום מתוך מסדי הנתונים, בספקטרום תיאורטי silico, או אוצרות ידנית. כרומטוגרפיה נוזלית כמותית עם תוצאות ספקטרומטריית מסת טנדם מוצגות בצורה של כרומטוגרמות יון עבור כרומטוגרמת היונים הכוללת וכרומטוגרמות היונים המופקות של מעברים כימיים ספציפיים לכימיקלים נמדדים.

אזור השיא המשולב של מעבר כימי קשור לשפע המורכב ונוהג לשמש לחישוב הריכוז המדויק באמצעות עקומת כיול מנורמלת לסטנדרט פנימי. ניתוח לא ממוקד באמצעות סריקת טרשת נפוצה מלאה מניב כרומטוגרמת יון כוללת לדגימות, המאפשרת יצירת אד הוק של כרומטוגרמות יון שחולצו עבור יונים בודדים. תרכובות PFAS יש פגמים במסה שלילית בשל preponderance שלהם של אטומי פלואור, ותרכובות פוליפלואורין יש פגמים חיוביים אך קטנים משמעותית מסה מאשר חומרים אורגניים הומולוגיים.

שלב נוסף בסינון השיטה הוא לזהות סדרות הומולוגיות המכילות יחידות חוזרות המשותפות למינים של PFAS באמצעות חבילת תוכנה מתאימה. מנתוני טרשת נפוצה ברזולוציה גבוהה, ניתן להתאים פורמולה כימית פואטית אחת או יותר לטביעת האצבע איזוטופית של ספקטרום המסה ולהבקיע. נוסחאות כימיות ניתן לאשר עוד יותר, וכמה מידע מבני ניתן לצבור מנתוני ספקטרומטריית מסה טנדם.

ניתן להשתמש בניסויים נוספים בספקטרומטריית מסה כדי לאשר את זהותם של תרכובות חדשות, והשוואות מדגם יכולות לתת מידע על השכיחות והכמות היחסית של כימיקלים. חשוב מאוד שיהיו ריקים מתאימים ודגימות בקרת איכות עבור המטריצה כדי לאמת את המדידות הכמותיות והבלתי ממוקדות. האסטרטגיות המוצגות הפכו לגישה החדשה לסינון סביבתי עבור PFAS על ידי מתן אפשרות לגילוי אלמונים וחיזוי זהותם.