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Aplicación 

Análisis LCMS de Perfluoroquímicos (PFOA, PFOS)

El ácido perfluorooctanoico (PFOA) es un compuesto organofluorado formado por cadenas de 7 carbonos, con átomos de flúor ligados a cada carbono, y un grupo carboxilo al final de la cadena. Por su parte, el sulfonato de perfluoro octano (PFOS), otro compuesto organofluorado, está formado por cadenas de 8 carbonos, también con átomos de flúor ligados a cada carbono, pero con un grupo sulfonato al final de la cadena. Debido a que poseen un grupo funcional hidrófilo y una cadena lateral alquílica hidrofóbica, son solubles tanto en agua como en aceite. Con ese tipo de propiedades, los PFOA, PFOS y sustancias relacionadas tienen un amplio uso en productos industriales como agentes de superficie activa, repelentes de agua, agentes a prueba de agua, etc.

Investigaciones recientes confirman su acumulación en el cuerpo humano y en el de animales salvajes, así como su presencia en el medio ambiente a escala global. Esto se debe a que el lazo entre los átomos de carbono y los átomos de flúor es extremadamente fuerte y crea compuestos de gran estabilidad. Aunque su toxicidad biológica no ha sido aun demostrada en forma definitiva, estos compuestos se han convertido en un foco de atención como nuevos contaminantes orgánicos presentes en cantidades cada vez mayores.

Aquí presentamos un análisis simultáneo de compuestos típicos de PFOA y PFOS utilizando LCMS.

La Figura 1 muestra los espectros de masa ESI negativo del PFOA y del PFOS. Se observan moléculas reducidas a un m/z = 413 y m/z = 499, respectivamente.

La Figura 2 muestra el cromatograma siguiendo la corriente iónica total y el cromatograma de masas de una solución estándar.

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Fig.1: Espectros de masa ESI de PFOA (a) y PFOS (b)

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Fig.2 Cromatograma siguiendo la corriente iónica total y cromatograma de masas del PFOA y PFOS (1 mg/L de cada uno)

La Figura 3 muestra una curva de calibración de 6 puntos (0,1-50 µg/L).

Como puede apreciarse, se obtiene una excelente linealidad para ambos compuestos en este rango de concentración, con el coeficiente de correlación como con el coeficiente de determinación mostrando un valor superior a 0,9999. Además, dada la excelente repetibilidad obtenida ( n=5 ) (ver Tablas 1 y 2 ), es evidente que es posible realizar un análisis de alta sensibilidad utilizando LCMS.

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Fig.3 Curva de calibración del PFOA (a) y el PFOS (b)

Ahora bien, para reducir la contaminación debida al PFOA, se requiere particular atención a la hora de manipular los solventes utilizados en la preparación de la fase móvil y de la muestra (solventes comerciales para LCMS ), así como en el manejo de los recipientes.

Por otra parte, para evitar disolver el PFOA de las fluororesinas utilizadas en el sistema de LC, en lugar de utilizar un desgasificador en línea, se desgasificó la fase móvil fuera de línea, y toda la tubería de la línea de flujo hecha de fluororesina fue reemplazada por tuberías de PEEK para realizar este análisis.

Tabla 1 Repetibilidad de área pico de PFOA (m/z = 413)

Cc. (µg/L) 1ra 2da 3ra 4ta 5ta Promedio Desviación Estándar %RSD
0,1 994 669 445 686 814 710 206 29.09
0,5 2544 2544 2671 2356 2581 2539 115 4,52
1 4766 4861 4591 4498 4576 4658 150 3,21
5 23092 23574 22134 22768 22553 22824 545 2,39
10 44902 45143 44960 44871 46270 45229 591 1,31
50 218423 224210 221993 220259 222012 221379 2167 0,98

Tabla 2 Repetibilidad de área pico de PFOS (m/z = 499)

Cc. (µg/L) 1ra 2da 3ra 4ta 5ta Promedio Desviación Estándar %RSD
0,09 1036 1148 1223 1038 1129 1115 79 7,11
0,47 4921 5288 4856 5286 5580 5186 298 5,74
0,93 9690 9782 10280 10160 9346 9852 376 3,82
4,65 48977 48215 48614 47895 46993 48139 759 1,58
9,29 95648 96583 96178 95826 95206 95888 523 0,55
46,46 451014 445768 450017 445595 446550 447789 2540 0,57

Tabla 3 Condiciones analíticas de LCMS

Columna: Shimadzu Shim-pack FC-ODS (2,0 mm D.I. x 150 mm L.)
Fase móvil A: Acetato de amonio 5mmol/L, Agua.
Fase móvil B: Acetonitrilo.
Tiempo de programa: 35%B (0 min.) ? 50%B (7,5-12 min.) ? 90%B (20 min.) ? 35&B (20,01 min.) ? STOP (30 min.)
Caudal: 0,2 mL/min.
Volumen de inyección: 10 µL
Temperatura de la columna: 40º C
Voltaje de sonda: -3,5 kV (modo ESI negativo)
Temperatura CDL: 250º C
Temperatura del calentador de bloque: 200º C
Flujo de gas nebulizante: 1,5 L/min.
Voltaje CDL: Valor predeterminado
Voltajes Q-arrayDC & RF: Valor predeterminado
Presión del gas secante: 01. MPa
Rango de barrido: m/z 100-600
SIM: m/z 413 para el PFOA (segmento 1:0-12 min), m/z 499 para PFOS (segmento 2: 12-30 min.)

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