ПФАС в питьевой воде — контроль пробы до ЖХ-МС/МС

Анализ короткоцепочечных пер- и полифторалкильных веществ (ПФАС) в питьевой воде требует контроля пробы от отбора до жидкостной хроматографии с тандемной масс-спектрометрией (ЖХ-МС/МС). Загрязнение, потери при адсорбции и матричные помехи во время хранения и подготовки могут исказить результат и оценку качества воды.

Короткоцепочечные ПФАС проходят через обычные барьеры очистки

Короткоцепочечные ПФАС имеют более короткую углеродную цепь, чем длинноцепочечные соединения этой группы. Они подвижнее в воде и хуже удерживаются традиционными сорбентами. Такие вещества всё чаще заменяют регулируемые длинноцепочечные ПФАС, поэтому после очистки лаборатории приходится измерять их даже при низких концентрациях. Стойкость соединений усложняет и само удаление из воды.

В препринте на alphaxiv.org исследователи предложили гибридный высокопроизводительный компьютерный скрининг металлоорганических каркасов (МОК). Они искали структуры для селективной адсорбции из воды перфторбутановой кислоты, которую выбрали представителем короткоцепочечных ПФАС. Работа задаёт конкретную цель для подбора сорбента: удержать определённое соединение, с которым традиционные материалы справляются хуже.

Сравнить короткоцепочечные и длинноцепочечные ПФАС помогают матрица и сигнал

Длина углеродной цепи влияет на извлечение ПФАС из пробы и их разделение. Поэтому подход, отработанный на длинноцепочечных соединениях, может дать иной результат для короткоцепочечных ПФАС. При сравнении двух групп нужно учитывать поведение вещества до регистрации сигнала, даже если пробы проходят одинаковые этапы анализа.

Матрица пробы может создавать помехи при анализе ПФАС, указывает ALWSCI. В числе рисков на этапах работы с образцом организация также называет фоновое загрязнение, потери при адсорбции, перенос и деградацию. Каждый из этих факторов способен повлиять на измеряемый сигнал, поэтому различие откликов само по себе не объясняет его причину.

Выбор расходных материалов влияет на сохранность пробы и воспроизводимость результатов при измерении следовых количеств. Если образец теряет вещество при контакте с материалом, сравнение сигналов двух групп соединений становится труднее интерпретировать. Лаборатории нужно учитывать и такие потери, и помехи матрицы при оценке различий между короткоцепочечными и длинноцепочечными ПФАС.

Проверить извлечение ПФАС из воды помогает вся пробоподготовка

Лаборатория фиксирует объём воды, поступившей на пробоподготовку, и условия извлечения. Эти записи нужны, чтобы связать результат измерения с конкретной пробой и проверить, могли ли короткоцепочечные ПФАС потеряться до подачи образца в прибор. Одного показания прибора для такой проверки недостаточно.

Для той же пробы записывают использованные растворители и применение внутреннего стандарта. Если при проверке извлечения возникает расхождение, эти сведения позволяют последовательно разобрать действия с пробой, а не искать причину только на этапе измерения. Условия подготовки должны относиться именно к образцу, результат которого проверяют.

На окончательные данные влияют также хранение, транспортировка и обращение с автосамплером, указывает ALWSCI. Поэтому проверка охватывает путь подготовленного образца до измерения: лаборатории нужно знать, как с ним обращались после извлечения. Иначе обнаруженную потерю вещества нельзя уверенно отнести к самой пробоподготовке.

Уменьшить подавление сигнала можно настройкой метода и детектора

Компоненты матрицы могут ослаблять или усиливать сигнал масс-спектрометрического детектора. При одинаковом содержании ПФАС отклик поэтому может различаться в зависимости от состава раствора. Если подавление сигнала не выявить, градуировочная характеристика приведёт к заниженной оценке содержания вещества в пробе.

Лаборатория сопоставляет градуировочные характеристики, результаты измерения проб с добавкой ПФАС и контрольных растворов. Добавка позволяет проверить отклик при известном внесённом количестве вещества. Расхождение сигналов помогает обнаружить влияние матрицы и оценить, насколько оно мешает расчёту по выбранной градуировочной характеристике.

После настройки метода и детектора сравнение повторяют на контрольных растворах и пробах с добавкой. По изменению отклика видно, уменьшилось ли подавление сигнала. Если расхождение сохраняется, его учитывают при оценке результата измерения: один лишь отклик детектора не позволяет отделить влияние матрицы от содержания ПФАС.

Подтвердить результат помогают валидация и межлабораторное сравнение

Валидация методики анализа короткоцепочечных ПФАС показывает, сохраняется ли результат при повторении работы с конкретной матрицей. Лаборатория проверяет материалы, которые контактируют с образцами, соблюдение порядка операций и контроль загрязнения. По данным ALWSCI, внимание к этим условиям повышает уверенность в результатах испытаний при разных матрицах и аналитических требованиях. Если порядок работы меняется, стабильность результата проверяют для новых условий.

Межлабораторное сравнение помогает обнаружить систематическое расхождение, которое может остаться незаметным при проверках внутри одной лаборатории. Участники сопоставляют результаты анализа сравнимых образцов, а выявленное отклонение разбирают в рамках контроля качества измерений. Проверка охватывает условия работы с образцом и выполнение операций, влияющих на результат. После устранения причины расхождения лаборатория вновь оценивает стабильность измерения.

Ошибки измерения меняют оценку качества питьевой воды

По данным ALWSCI, ПФАС в питьевой воде определяют на следовом и ультраследовом уровнях концентрации. На таких уровнях результат зависит от чистоты каждого материала, который соприкасается с образцом. Холостая проба помогает обнаружить загрязнение, возникшее в ходе работы с этими материалами.

Заниженная концентрация может скрыть превышение предельного уровня и привести к ошибочному выводу о качестве питьевой воды. Завышенная концентрация может вызвать необоснованные меры контроля. Оба решения зависят от измерения, поэтому сигнал холостой пробы нужно учитывать до того, как лаборатория передаст результат.

Прослеживаемость позволяет связать результат с конкретной пробой и материалами, которые с ней соприкасались. Если в холостой пробе обнаружен сигнал ПФАС, эта связь помогает искать его причину. Без неё трудно установить, отражает ли измеренная концентрация состав питьевой воды или загрязнение, возникшее во время анализа.