行业应用

INDUSTRY APPLICATION

快速筛查水质中的PFAS

全氟及多氟烷基化合物(Per-and polyfluorinated alkyl substance, PFAS)由于其优异的热化学稳定性和疏水、疏油的双疏特性,广泛应用于生产和日常生活用品中,如润滑油、织物整理剂、涂料和食品包装材料等,因此被大量排入环境中。PFAS难以分解,能残留在环境中高达数百年之久。



PFAS的危害


研究表明,全氟类化合物具有持久性和生物累积性,在生物体内的蓄积水平高于已知的有机氯农药和二恶英等持久性有机污染物的数百倍至数千倍。





全氟类化合物还具有生殖毒性、诱变毒性、发育毒性、神经毒性、免疫毒性等多种毒性,是一类具有全身多脏器毒性的环境污染物。



PFAS全球监管法规


虽然目前全球对PFAS的监测没有明确的法律规定,但许多国家/地区都建议在一定程度上对PFAS进行监测。例如:美国国家环境保护局(U.S. EPA)已将PFOS和PFOA总量的建议限值设定为70 ng/L (ppt);而在欧洲,《欧盟水框架指令》(Water Framework Directive)则特别提到了PFOS及其衍生物。



全氟化合物分析面临的挑战


PFAS作为新污染物,未被纳入常规环境监测,但有可能成为未来法规的管理对象。其中,饮用水中存在PFASs的问题已是全球性问题,国内外的一些研究团队正在该领域投入更大的关注。PFAS的检测和分析依旧面临较大挑战,具体原因如下:


1、种类繁多、结构相似,当前已知的PFAS种类达上千种;

2、需要更高的灵敏度来检测低浓度的化合物和满足监管要求;

3、PFAS应用广泛,环境和实验室中存在许多污染源。





轻松启动快筛,岛津应对之道


岛津LC-MS/MS方法用于水中30种常见PFAS的分析,可满足日常检测和精确定量的需求。为拓展未知污染物的非靶标筛查技术研究,我们利用岛津Q-TOF LCMS-9030精确的MS及MS/MS质量测定,结合质量亏损过滤及特征碎片离子,不仅可以筛查水中已知PFAS,还能发现未知的PFAS,与LC-MS/MS方法完美互补。





34种PFAS靶向筛查及高分辨质谱库


建立了关注较多的34种PFAS的MS及MS/MS谱图信息高分辨质谱库,所有物质MS误差均在3 ppm以内。





未知PFAS的筛查工作流


PFASs由不同种类的化合物组成,但具有一个共同特征:F原子(18.9984 Da)取代了C骨架上的所有H原子(1.0078 Da)。因此,所有PFASs都具有负质量亏损。例如,34种 PFASs的质量亏损从-14.7 mDa(FHEA,(-)m/z 376.9850)到-114.4 mDa(11Cl-PF3OUds,(-)m/z 630.8886)不等。因此,可以采用质量亏损过滤(MDF)方法作为一种简单的工具,从未知样品中的可检测离子中寻找候选PFAS。





PFAS可以产生氟代基团碎片官能团具有特征的断裂模式,通过具有高度特异性的碎片可以作为诊断离子,在MS/MS质谱中寻找疑似PFAS污染物。



地表水分析


将地表水样品浓缩50倍后直接进样分析,利用质谱库匹配保留时间、MS、MS/MS图谱,在其中筛查到了PFOA,MS和MS/MS质谱的相似度分别为96%和92%,质量误差0.18ppm(图2)。





利用质量亏损过滤和特征碎片离子进一步筛查,发现(-)m/z 382.94179可能是一个未知PFAS:(i)匹配的质量亏损(-58.2 mDa),(ii)发现了C2F5-和C3F7-。采用分子式预测软件,得到了高度匹配的分子式C6F13SO2H,质量误差为+0.26 ppm,与MS/MS质谱中的碎片与C6F13-和FSO2-相匹配,推测该PFAS可能是全氟己基亚磺酸或其类似物(图3)。





无论是已知PFAS的定量分析,还是未知PFAS的定性筛查,这个方案帮您一网打尽,为PFAS筛查和精准定量检测研究提供了理想的选择。