A Comparison of GC-ICP-MS and HPLC-ICP-MS for the Analysis of Organotin Compounds

Význam tématu

Organotiny jsou široce používané sloučeniny s významným toxickým dopadem na životní prostředí a lidské zdraví. Jejich detekce v sedimentech, povrchových vodách, potravinách a biologických vzorcích vyžaduje citlivé a spolehlivé analytické metody. Chromatografické techniky spojené s detektorem ICP-MS umožňují selektivní speciační analýzu těchto látek, což je klíčové pro monitorování jejich výskytu a posouzení rizik.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo porovnat dvě chromatografické techniky (GC a HPLC) v kombinaci s detekcí ICP-MS pro stanovení organotinových sloučenin. Hlavními body byly: identifikace rozsahu analyzovaných sloučenin, citlivost, reprodukovatelnost, časová náročnost a vhodnost metod pro analýzu sedimentů.

Použitá metodika a instrumentace

Následující instrumentace a postupy byly využity:

• ASE extrakce sedimentů: Dionex ASE 200, 0,5 M acetát/1 M octan v methanolu, 5 cyklů (100 °C, 1500 psi).
• HPLC-ICP-MS: Agilent 1100 HPLC s PEEK díly, C18 ACE kolona (2,1 × 150 mm, 3 µm), mobilní fáze acetonitril:voda:octová kyselina:TEA (65:23:12:0,05 % v/v/v/v), průtok 0,2 mL/min; Agilent 7500i ICP-MS se ShieldTorch a Peltier ochlazenou sprchovací komorou (-5 °C), přídavek 5 % O₂ po nebulizaci, kalibrace IDMS.
• GC-ICP-MS: Agilent 6890 GC, Agilent G3158A GC-ICP-MS interface, odštěpný krok derivatizace vzorků NaBEt₄, fúze analytické kolony s deaktivovanou kapilárou pro přívod do ICP-MS, optimalizace přídavkem 5 % O₂ nebo N₂.
• Detekce: Agilent 7500i ICP-MS, sledované izotopy Sn (117, 118, 120), integrace špiček RTE integrátorem.

Hlavní výsledky a diskuse

• Rozsah separace: GC-ICP-MS oddělil 10–12 organotinů v jednom běhu, HPLC-ICP-MS 5–6 sloučenin.
• Čas analýzy: HPLC-ICP-MS kratší injekčně-injekční cyklus (~40 % rychlejší než GC), GC časově náročnější kvůli teplotním gradientům a derivatizaci.
• Citlivost: přídavek 5 % O₂ zvýšil signál až 12×; s 5 % N₂ dosahuje GC-ICP-MS detekční limity pro TBT ~0,006 ng mL⁻¹ jako Sn, HPLC-ICP-MS ~3 pg TBT jako Sn.
• Sedimenty: srovnání čtyř extraktů PACS-2 ukázalo bez statistického rozdílu mezi HPLC a GC (826 ± 22 vs. 846 ± 11 ng g⁻¹ TBT jako Sn), přesnost 1,6–1,7 % RSD.

Přínosy a praktické využití metody

• HPLC-ICP-MS: rychlý screening bez derivatizace, nižší provozní náklady, vhodné pro rutinní analýzu.
• GC-ICP-MS: vyšší citlivost, širší rozsah analyzovatelných sloučenin, ultratrace detekce, ideální pro monitorovací studie nízkých koncentrací.
• IDMS kalibrace s izotopově značenými standardy minimalizuje systematické chyby a zlepšuje přesnost.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Víceprvková speciační analýza dalších těžkých kovů (Pb, Se, Hg) ve stejném běhu.
• Zkrácení doby analýzy a automatizace vzorkové přípravy (mikroextrakce, online derivatizace).
• Implementace pokročilých hmotnostních analyzátorů pro lepší rozlišení izobarických interferencí.
• Rozšíření metody do klinických a potravinářských laboratoří pro stanovení expozičních markerů.

Závěr

Obě techniky kombinované s ICP-MS poskytují robustní speciační analýzu organotinů. HPLC-ICP-MS je výhodné pro rychlé a nákladově efektivní rutinní testy, zatímco GC-ICP-MS nabízí vynikající citlivost a širší rozlišení sloučenin. Výběr metody závisí na požadavcích na citlivost, počet analyzovaných sloučenin a časové/finanční omezení laboratoře.

Reference

1. Nicklin S., Robson M. W. Applied Organometallic Chemistry 1988, 2, 487–508.
2. Tao H. et al. Anal. Chem. 1999, 71, 4208–4215.
3. Keithly J. C., Cardwell R. D., Henderson D. G. Hum. Ecol. Risk Assess. 1999, 5(2), 337–354.
4. Sadiki A., Williams D. T. Chemosphere 1996, 32(12), 2389–2398.
5. Takahashi S. et al. Environmental Pollution 1999, 106, 213–218.
6. Rajendran R. B. et al. Analyst 2000, 125, 1757–1763.
7. Gomez-Ariza J. L. et al. J. Chromatogr. A 1998, 823, 259–277.
8. Leal-Granadillo I. A. et al. Anal. Chim. Acta 2000, 423, 21–29.
9. Snell J. P. et al. J. Anal. At. Spectrom. 2000, 15(12), 1540–1545.
10. Encinar J. R. et al. Anal. Chem. 2002, 74, 270–281.
11. Sutton P. G. et al. Applied Organometallic Chemistry 2000, 14, 1–10.
12. Agilent Technologies, Tech. Note 5988-3071EN.
13. Arnold C. G. et al. Anal. Chem. 1998, 70, 3094–3101.
14. Catterick T. et al. J. Anal. At. Spectrom. 1998, 13, 1109.
15. Sargent M. et al. Guidelines for High Accuracy in IDMS, RSC 2002.