多个矩阵与一个校准曲线的分析多环芳烃(多环芳烃)ISQ 7610 gc - ms系统后EPA方法8270 e

目标

本应用笔记的目的是演示的宽动态范围和鲁棒性热科学™ISQ™7610单四极质谱计,使用新的热科学™XLXR™探测器,耦合热科学™跟踪™1610气相色谱仪分析19多环芳烃(多环芳烃)的土壤和水,根据美国环境保护署(EPA)方法8270 e。

介绍

多环芳烃(多环芳烃)是碳和氢组成的有机化合物的原子。化学多环芳烃组成的两个或两个以上的芳香环结合在线性,集群,或角安排,导致广泛的多样性的物理,化学和毒理学特性。多环芳烃是无处不在的,会污染土壤、空气、沉积物、水和耐环境恶化。这些化合物中发现的化石燃料来源和人造化学物质和来自有机物不完全燃烧的用于人类活动(如汽车尾气排放、橡胶、塑料、和香烟)。多环芳烃有毒性作用,因为它们的化学结构和作为致癌物或内分泌紊乱。由于其毒性,在环境监测和严格规定[1]。
最常见的一种法规遵循的分析多环芳烃是EPA方法8270 e [2]。分析实验室后该方法面临着几个挑战。第一个挑战是等压化合物必须有足够的色谱分辨率,特别是苯并[b]荧蒽和苯并[k]荧蒽。高沸点化合物,如苯并[g h,我]苝醌,也构成了挑战作为结转和峰值有可能扩大[3]。仔细优化仪器条件必须完成,以避免饱和度和线性损失;实验室也需要单独的校正曲线不同的矩阵,例如土壤和水,以确保他们不超过系统的线性动态范围。
按照规定EPA方法8270 e有它自己的挑战。DFTPP优化必须执行,以确保分析的离子丰度是可以接受的。8270 e需要调整在最初完整的校准,然后继续运行校准每12小时后,进行分析。以前版本的8270 E之前需要一个完整的DFTPP优化每12个小时。如果DFTPP调整失败,必须重新运行整个批样品是符合方法。最后的挑战分析测试实验室执行这个分析是保持样本的吞吐量。至关重要的是,该仪器始终执行的分析,而没有维护和扩展运行是可取的。如果有任何非生产性时间仪器引起的排气净化系统或改变列,取样器周转时间和资产利用率的影响和结果,客户都推迟。
在这个应用程序中注意,ISQ 7610单四极气系统是同时利用水和土壤样品中多环芳烃的分析。XLXR探测器之际,系统上的标准并提供扩展的线性动态范围和生命周期。分析,一个单一的校准曲线在5数量级是利用水和土壤样品进行分析。这个扩展动态范围消除了需要运行单独的曲线为不同的矩阵和艾滋病增加样品处理量。扩展运行水土矩阵也分析了系统的鲁棒性分析多环芳烃。的NeverVent™技术7610年ISQ气也可以将仪器停机时间显著减少由于能力交换列和清洁电离源无需通风系统。通过消除无效的时间工具,可以在系统上执行更多的注射。

实验

试剂和标准

校准本机化合物混合包含18多环芳烃在环境保护署上市法8270(每个组件在2000μg /毫升,31995 P / N),标签内标混合(2000μg /毫升,31206 P / N)和气调优组合(1000 ng / mL, P / N 31615)从Restek购买;整洁的氧芴(10毫克,P / N DRE-C20710000)获得LGC和稀释二氯甲烷(DCM) 10毫克/毫升的浓度。代理标准混合(4000μg /毫升,P / N m - 8270 - ss)从AccuStandards购买。
制备溶剂的校准曲线,仪器检出限(IDL)和方法检出限(MDL)样本
13在DCM校准解决方案,包含19个本地多环芳烃,标签内部标准和代理标准准备,从2.5到20000 ng / mL (ppb)(详情在附件);ISTD 1000 ng / mL,代理800 ng / mL。平均响应系数校准使用,15%的相对标准偏差标准应用于评估线性校准范围宽。仪器检出限(IDL)计算通过注射2.5 ng / mL DCM校准解决方案。方法检出限(MDL)计算使用提取的水和土壤上升2.5分,5 ng / mL,后分别提取。

准备样品和质量控制

水和土壤提取物(n = 76)提供的速度分析®,美国。样本飙升,EPA后提取方法3510 3511[4]和[5]水、土壤和EPA方法3546 [6]。水和土壤样品与低水平的多环芳烃被飙升qc在低(0.01 ppm),中等(1 ppm)和高(10 ppm)水平,以检查方法的准确性和鲁棒性。所有的随机样本注入和用于评估工具的健壮性/ n = 150矩阵注射没有入口,列,质谱仪维护,或re-tuning。

gc - MS / MS分析

液体注射的样本提取进行了使用热科学™TriPlus™智能autosampler RSH。色谱分离是通过使用一个热科学™TraceGOLD™TG-PAH 30米×0.25毫米身份证。×0.10μm列。本专栏允许符合EPA方法8270的分辨率,以及优秀的峰形状的化合物,包括高沸点,由于膜厚度和高工作温度(360˚C)。
为分析,ISQ 7610单四极气,再加上一个跟踪1610 GC气相色谱仪和配备了ExtractaBrite™离子源,使用。该方法条件如表1所示。系统在选择离子监测监控多环芳烃(SIM)模式,并在全扫描(从50到500 m / z,居住时间0.20秒)的优化解决方案。
表1。19的gc - ms采集方法参数测定水和土壤样品中多环芳烃。
分析物的完整列表,以及量词和限定符离子监测,表2列出。一个内置的EPA方法的系统调优8270 e专门设计优化类型。
表2。目标多环芳烃化合物列表,与他们的保留时间和SIM量化和确认离子

数据处理

数据获取、加工和利用热科学报道™Chromeleon™7.3 cd软件,它允许仪器控制,方法开发,定量/定性分析和可定制的报告都在一个平台。气环境扩展包包括一套报告模板、处理方法和eWorkflows™用气相色谱-质谱使用EPA方法促进环境分析8270年,524年、525年和8260年[6]。多环芳烃的分析,监测的质量之间的比率DFTPP是必需的,并自动执行的软件系统适用性检查。Chromeleon cd允许快速实现多环芳烃的方法到任何分析实验室,确保系统安装后不久产生结果。

结果与讨论

同分异构体的色谱分离和决议

优化GC条件和高选择性的TraceGOLD TG-PAH毛细管柱允许色谱分辨率等压化合物的总运行时间为15.2分钟,会议EPA方法8270 e需求。高斯峰形状得到的化合物,包括高沸点。
一个例子色谱溶剂获得标准为0.1 ppm图1和图2所示。山峰萘、苯并[g h,我]芘,第一个和最后一个洗脱多环芳烃,高斯和顶点形状从一开始到最后的方法;基线峰宽苯并[g h,我]芘是0.034分钟。
菲和蒽化合物几乎是基线解决;苯并[b]荧蒽和苯并[k]荧蒽分辨率为20%(计算比率的高度的山谷和较小的高度两个化合物)的顶点;指[h]蒽和indeno [1、2、3 cd]芘coelute和依靠大规模分离。

校准和线性

校准曲线从2.5 ng / mL 20000 ng / mL准备评估线性平均相对响应因子(AvRF)校准合适类型和% RSD < 15%标准要求EPA方法8270 e。%计算相对标准偏差< 10%的化合物在整个校准范围。扩展动态范围的XLXR探测器允许使用校准曲线只有一个而不是两个不同的跟踪等级和高度污染的样本分析。计算AARF和% RSD为结果报道在表3。校准曲线如图3所示的例子。
图2。色谱分离苯并[b]荧蒽和苯并[k]荧蒽。最高分辨率之间的比率计算峰谷的高度和峰值顶点的高度较小的化合物。

灵敏度:仪器检测极限(idl)和方法检出限(MDLs)

确定仪器检出限为每个分析物(IDL),响应及其标准差考虑[8]。这种方法提供了更可靠的LOD值不仅认为信号强度,而且反应的一致性。idl的计算是通过8个重复注射2.5 ng / mL的DCM校准解决方案,利用方程1 [8]。
IDL = t (n - 1, 1-α= 0.99)×商务部×%相对标准偏差(方程1)
地点:
为单侧t =学生t值99%信心7自由度(2.998)
商务部=质量分析物在列

% RSD = %为响应(峰面积)在8重复注射。%相对标准偏差必须是一致的(% RSD < 15%)。
idl范围从0.3到0.97 pg在列,报道在表4。
方法检出限(MDL)被定义为物质的最小测量浓度,可以报道有99%的信心,测量浓度的区别方法空白[9]的结果。计算MDL,空白选择提取的水和土壤,汇集,和各级飙升(2.5 ng / mL, 5 ng / mL)后提取;8个重复注射,应用公式进行计算方程2中报道。

MDLs = t (n - 1, 1-α= 0.99)×Ss(公式2)
地点:
为单侧t =学生t值99%信心7自由度(2.998)
党卫军=样本标准差的计算浓度
MDLs范围从0.44到6.94 pg对列的水,和从0.48到7.60 pg列土壤。
表4。仪器检出限在pg列在DCM 19本地多环芳烃溶剂

可重复性

可重复性测试×n = 10 20 ng / mL QC的连续注射水和土壤中20 ng / mL QC。qc准备空白矩阵飙升。结果报道在图4。整体% RSD为< 5.5%为水和土壤基质< 15%。

仪器分析的鲁棒性的多环芳烃在环境样品根据EPA方法8270

系统鲁棒性和适用性为高通量分析评估共有n = 136样品和52小时的连续注射,没有任何GC和维护女士(女士班轮变化,列修剪,调整)。图5中的批处理报告的细节。

调整检查

优化验证了经过每个系列的样品,每6小时,注射1μL优化验证解决方案包含DFTPP 20μg /毫升,在全扫描。优化验证在EPA标准报告方法8270自动验证的系统适用性测试(SST) Chromeleon cd在附录A1(图)。批处理结束时,调整验证仍是通过规范。

校准检查

校准检查整个批处理是由各级注入校准标准。最后两批样品是最低(2.5 ng / mL)和第二个最低(5 ng / mL)校准点。(这些浓度的反演计算的精度仍在±10%)。

质量控制

qc对水和土壤矩阵,在三个不同的层次(10、1000和10000 ng / mL)准备和注入每17样本。计算浓度准确和一致的批处理和±20%的上升(图6和7)。

图4。峰面积计算精度在空白水和空白土壤上升20 ng / mL
图5。批用于鲁棒性评估的一部分。17批处理包含8系列样品,即1优化组合,1校准验证(闭路),6 QC(质量低,中间,和高水和土壤矩阵)和9提取的水和土壤,随机选择。共有n = 136样本注入,连续52个小时的注射。
图6。QC水空矩阵的计算值飙升10 ng / mL
图7。计算值的QC土壤、空白矩阵飙升1000 ng / mL。计算值是一致的和准确的(±15%)连续52个小时后注射和n = 136个样本。

结论

这里所描述的实验结果证明ISQ 7610气相系统达到和超过了EPA方法8270 e在环境样品中多环芳烃的分析要求。
•高斯峰的形状和色谱分辨率8270 e在符合EPA实现方法
•XLXR探测器显示异常动态范围,横跨4个数量级,从十亿分之2.5 - 20 ppm 19多环芳烃,以AvRF %相对标准偏差< 10%,因此删除需要两个不同的校准曲线的准备和加快分析工作流
•idl、MDLs低pg列范围,即使对于飙升矩阵
•系统显示是健壮的,表演持平的敏感性,形状、峰值和DFTPP调优检查,136年之后注射和52个小时的连续工作
•ISQ 7610气相体系与NeverVent技术允许离子源清洁和列替换而不破坏真空,从而确保最少的停机时间和高样品处理量工具。非生产性仪器时间是消除更多的测试可以在系统上执行

引用

1。Lammel, g .多环芳香族化合物在大气中,审查确定研究的需要。多环芳香族化合物2015,35岁,316 - 329。
2。美国环保署方法8270 e:半挥发性的有机化合物的气相色谱/质谱分析,修订,2018年6月。
3所示。热科学应用注释10718:快速、健壮的常规方法测定多环芳烃(多环芳烃)的饮用水单四极气。Michela Balsamo等人https://assets.thermofisher.com/tfs - assets/cmd/application notes/an - 10718 - gc - ms -多环芳烃-喝-水- an10718 en.pdf
4所示。3510年美国环保署方法:分液漏斗液液萃取,1996年12月。
5。美国环境保护署法3511 (sw - 846):有机化合物在水中微萃取,修订2014。
6。3546年美国环保署方法:微波萃取,2007年2月。
7所示。10721年热科学Technical Note:常规,健壮的土壤中多环芳烃和多氯联苯的分析单四极气。亚伦羊等人https://assets.thermofisher.com/tfs - assets/cmd/technical notes/tn - 10721 - gc - ms -多环芳烃,多氯联苯-土壤- tn10721 en.pdf
8。热科学10499年Technical Note:实际测定和验证仪器检出限的热费希尔科学ISQ LT单四极气。托马索·理查德•法律阿尔贝蒂尼。https://assets.thermofisher.com/tfs assets/cmd/technical notes/tn - 10494单-四极- gc - ms - tn10494 en.pdf
9。美国环境保护署:定义和方法检出限的确定过程,修改2,2016年12月。
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