PŘÍPRAVA VZORKŮ BIOLOGICKÉHO PŮVODU PRO SPECIAČNÍ ANALÝZU RTUTI POMOCÍ PLYNOVÉ A KAPALINOVÉ CHROMATOGRAFIE

Význam tématu

Rtuť patří mezi vysoce toxické prvky, přičemž její biologická aktivita závisí na chemické formě. Methylrtuť se snadno akumuluje v potravinovém řetězci a představuje významné riziko pro člověka i vodní organismy. Speciační analýza jednotlivých forem rtuti je tedy klíčová pro hodnocení ekologických a toxikologických dopadů a pro ochranu veřejného zdraví.

Cíle a přehled studie

Tento přehled shrnuje současné postupy přípravy biologických vzorků (rybí tkáně, korýši, krev apod.) pro speciační analýzu rtuti pomocí plynové a kapalinové chromatografie. Popisuje zásady odběru a uchovávání vzorků, možnosti izolace jednotlivých specií rtuti, jejich derivatizaci pro GC a principy oddělování a detekce.

Použitá metodika a instrumentace

Pro speciační analýzu se provádí:

• Odběr vzorků do čistých nádob z borosilikátového skla, PET nebo PTFE za účelem minimalizace ztrát rtuti.
• Skladování při nízké teplotě, v temnu, s přídavkem konzervačních činidel (HCl, 2-merkaptoethanol, L-cystein) k potlačení konverze mezi formami rtuti.
• Extrakce specií rtuti do kapalného fáze: roztoky HCl, ethanolu, CH₃COOH/acetátového pufru, alkalická hydrolýza KOH/TMAH; často podpořeno mikrovlnnou extrakcí či ultrazvukem.
• Derivatizace pro GC: alkylace Grignardovými činidly nebo tetraalkylboritany (tetraethyl-, tetrapropyl-, tetrafenylboritan sodný) za vzniku volatilních alkyl- nebo aryl-derivátů.
• Separace: GC na kapilárních kolonách (SE-54, CP-SIL 8 CB, DB-5, OV-1701) s nosným plynem He nebo N₂; LC na obrácené fázi (C18, C8) s mobilními fázemi metanol/acetonitril/voda obsahujícími merkaptidy či iontově párová činidla.
• Detekce: prvkově selektivní detektory AFS, AAS či ICP-MS případně atomová emise (AES), elektrochemická detekce, mikrovlnná plazma (MIP-AFS).

Hlavní výsledky a diskuse

Analýzy prokázaly značné ztráty rtuti v PE nádobách (až 90 % AnorgHg), naopak sklo, PET a PTFE udržují stabilitu specií po několik měsíců. Transformace mezi formami (degradace MethylHg i tvorba stabilních komplexů) závisí na pH, přítomnosti bakterií, světle a složení matrice. Mikrovlnná extrakce výrazně zkracuje dobu přípravy a umožňuje použití mírnějších činidel. Derivatizace tetraalkylboritany poskytuje vysoce efektivní přeměnu na těkavé formy bez významné konverze specií.

Přínosy a praktické využití metody

Pro praxi byly definovány doporučené postupy:

• Volba vhodného obalu (sklo, PET, PTFE) a konzervačních činidel.
• Výběr optimální extrakční chemie a podpůrných podmínek (teplota, ultrazvuk, mikrovlny).
• Standardní derivatizace pro GC a nastavení mobilních fází pro LC.
• Výběr detekce podle požadavku na detekční limity a selektivitu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se širší využití automatizovaných mikrovlnných systémů včetně on-line derivatizace, integrace SPME vláken pro rychlou extrakci a nasazení vysoce citlivých hyphenovaných technik (GC-ICP-MS, LC-ICP-MS) pro sledování ultra stopových koncentrací. Rozvoj miniaturizace přípravných kroků i použití nových materiálů pro vzorkování (microfluidní kazety) zefektivní a zrychlí analýzu.

Závěr

Příprava vzorků biologického původu pro speciační analýzu rtuti vyžaduje pečlivý výběr obalů, konzervaci a extrakční postupy šetrné k formě rtuti. Mikrovlnné metody a derivatizace tetraalkylboritany patří k nejúčinnějším přístupům. Doporučené postupy zajišťují vysokou reproducibilitu, nízké detekční limity a validní speciační data.

Reference

• Pacyna E. G., Pacyna J. M., Sundseth K., Munthe J., Kindbom K., Wilson S., Steenhuisen F., Maxson P.: Atmos. Environ. 44, 2487 (2010).
• Feldman J., Salaun P., Lombi E.: Environ. Chem. 6, 275 (2009).
• Harrington C. F., Clough R., Hansen H. R., Hill S. J., Pergantis S. A., Tyson J. F.: J. Anal. At. Spectrom. 24, 999 (2009).
• Choi A., Cordier S., Weihe P., Grandjean P.: Crit. Rev. Toxicol. 38, 877 (2008).
• Ullrich S. M., Tanton T. W., Abdrashitova S. A.: Crit. Rev. Environ. Sci. Technol. 31, 241 (2001).
• Merritt K. A., Amirbahman A.: Earth-Sci. Rev. 96, 54 (2009).
• Munthe J., Lyvén B., Parkman H., Lee Y. H., Iverfeldt A., Haraldsson C., Verta M., Porvari P.: Water, Air, Soil Pollut.: Focus 1, 385 (2001).
• Millour S., Noël L., Kadar A., Chekri R., Vastel Ch., Sirot V., Leblanc J. C., Guérin T.: Food Chem. 126, 1787 (2011).
• Moreda-Pineiro J., Moreda-Pineiro A., Romarís-Hortas V., Moscoso-Pérez C., López-Mahía P., Muniategui-Lorenzo S., Bermejo-Barrera P., Prada-Rodríguez D.: TrAC, Trends Anal. Chem. 30, 324 (2011).
• Tseng C. M., Amouroux D., Brindle I. D., Donard O. F. X.: J. Environ. Monit. 2, 603 (2000).