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上海斯邁歐分析儀器有限公司
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室內空氣中氟調聚醇及全氟和多氟烷基化合物的分析
2025-6-4 閱讀(13)
摘要使用 Agilent 8890 GC 與 Agilent 7000E GC/TQ的聯用系統分析了室內空氣樣品中的氟調聚醇 (FTOH)。GERSTEL TD Core System 能夠對環境空氣進行熱脫附 (TD) 進樣，而 GC/TQ 系統則為這些復雜樣品提供了高選擇性。四種目標 FTOH 化合物均獲得了良好的回收率 (87.5%–115.4%) 和重現性，相對標準偏差 (RSD) 在 4.20%–10.2%之間。室內空氣樣品采集自不同的地點。每個樣品中至少檢測到一種 FTOH 化合物。這表明室內空氣中普遍存在 FTOH 化合物，需要如本研究中的分析方法來應對長期暴露于低濃度 FTOH 可能帶來的公共健康問題。
前言FTOHs 是一類全氟和多氟烷基化合物 (PFAS)。FTOH 化合物常用作其他 PFAS 化合物的前體，例如全氟羧酸 (PFCA)，包括全氟辛酸 (PFOA) 和全氟己酸 (PFHxA)。由于 FTOH 化合物具有防水、防油的特點，也常作為各種工業應用的原材料。隨著空氣中的 PFAS 受到越來越多的關注，分析化學領域針對PFAS 的空氣質量監測也快速發展。現有的方法，例如美國國家環境保護局 (EPA) 的其他檢測方法 50 (OTM-50) 常用于檢測固定污染源空氣排放中的揮發性含氟化合物和短鏈 PFAS 化合物[1]。由于許多家用產品和消費品中都會使用 PFAS，監測室內空氣中的 PFAS 很可能成為未來的重點關注領域。環境和室內空氣中揮發性 PFAS 的濃度可能很低，因此需要采集大量空氣來進行分析。熱脫附技術是一種理想的大體積采樣技術，它將空氣吸入填充有吸附劑的吸附管中，然后使用GC/MS 進行分析。然而，采樣過程中大量的基質也會被吸入吸附管中，這可能引起殘留問題并干擾分析物的信號。使用GC/TQ 可以在很大程度上消除這些干擾和背景噪音，同時提高檢測的特異性。降低噪音還可以降低檢出限，這在測定空氣中的低濃度 PFAS 時至關重要。本應用簡報介紹了一種用于測定室內空氣樣品中 FTOH 的熱脫附 GC/TQ 方法。通過成功分析多個實際的室內空氣樣品，證明了該分析方法的有效性。
實驗部分儀器采用 Agilent 8890 GC 與 Agilent 7000E GC/TQ 的聯用系統分析了室內空氣中的 FTOH。該系統配備用于 TD 進樣的GERSTEL TD Core System，該熱脫附系統針對環境空氣分析進行了優化。GC 和 MS 方法參數詳見表 1 至表 3。
4:2 FTOH、6:2 FTOH、8:2 FTOH 和 10:2 FTOH 來自AccuStandard (New Haven, CT)。10:2 FTOH [M + 4] 購自Wellington Laboratories (Guelph, ON, Canada)。TD 吸附管標樣配制使用 10 µL 注射器將 3 µL 校準標樣和內標加入到已老化的 TD吸附管中。使干燥氮氣以 40 mL/min 的流速通過吸附管，持續 3 分鐘。樣品前處理使用 10 µL 注射器將 3 µL 內標加入到已老化的 TD 吸附管中。將經過老化的 PFAS 專用 TD 3.5+ 吸附管連接到可調的低流量三位管支架上，該支架連接到 SKC Pocket Pump TOUCH 采樣泵。使空氣以 40 mL/min 的流速通過 TD 3.5+ 吸附管進行采樣，持續 24 小時。樣品引入在不分流模式下，以 50 mL/min 的氦氣流量，在 300 °C 下對樣品解吸 3 分鐘。分析物通過 GERSTEL Cooled System CIS 4，在 10 °C 下被捕集到填充了 Tenax TA 的進樣口襯管上。解吸完成后，將進樣口快速升至 280 °C 并持續3 分鐘，在分流 (10:1) 模式下將分析物轉移到色譜柱中。
結果與討論使用 FTOH 標準品得到四種目標化合物的校準數據，分析物的濃度在 0.075–15 ng/管之間。為了簡化處理，儀器檢出限取低校準濃度的十分之一。校準結果如表 4 所示。
最上方的色譜圖為總離子流色譜圖，圖中存在許多峰且沒有清晰的 FTOH 峰，因為這是在掃描模式下采集的數據。然后使用多反應監測 (MRM) 模式分析了同一樣品，結果表明 GC/TQ 對于此類分析具有出色的性能。使用 MRM 模式，目標 FTOH 峰清晰可見且易于定量(中間和最下方的色譜圖)，由于消除了背景噪音，靈敏度提升了幾個數量級。對于大體積空氣采樣，即使進行采樣的室內環境相對干凈，分析這些樣品時也經常會產生復雜的色譜圖，例如本研究中的空氣樣品。GC/TQ 的 MRM采集模式具有高選擇性，大大提高了分析靈敏度和重現性。
每個樣品中至少檢測到一種 FTOH 目標化合物。在所有采樣地點均檢測到了 FTOH 6:2，其在空氣中的濃度范圍為3.47–16.5 ng/m3。此外，在六個采樣地點中，有四個地點檢測到了 FTOH 10:2，其在空氣中的濃度范圍為 3.58–16.7 ng/m3，未檢測到的兩個地點為倉庫和培訓室。盡管濃度較低，但每個樣品中都檢測到了 FTOH 化合物，這不僅凸顯了其帶來的潛在公共健康風險，也對分析化學領域的檢測技術提出了更高的要求。即使這些化合物在室內環境中的濃度較低，但如果長期暴露在這些化合物下，仍然可能對健康產生不良影響。此外，如 EPA OTM-50 中所述，在分析過程中必須考慮 PFAS 相關分析物的源和匯并將其去除，以確保準確定量[1]。
結論本研究證明了 Agilent 8890 GC 與 Agilent 7000E GC/TQ 的聯用系統可用于分析室內空氣樣品中的 FTOH 化合物。GC/TQ系統配備了 GERSTEL TD Core System，可以對環境空氣樣品進行熱脫附進樣。這種高選擇性 GC/TQ 分析方法具有良好的重現性、回收率和靈敏度。在分析實際的室內空氣樣品時，所有樣品中都檢測到了 FTOH 化合物，證明了開發如本文所述的分析方法的必要性。
