PFAS là một nhóm gồm hàng ngàn hóa chất nhân tạo có chứa liên kết carbon-flour được sử dụng trong lớp phủ chống dính‚ thuốc diệt côn trùng‚ chất lỏng công nghiệp và nhiều sản phẩm khác. Do độ bền hóa học và khả năng chịu nhiệt cao‚ chúng tồn tại lâu dài trong môi trường (vì vậy còn được gọi là "hóa chất vĩnh cửu") và hiện nay thường xuyên được phát hiện trong nước uống. Hầu hết các quy định ban đầu tập trung vào một vài PFAS mạch dài như PFOA và PFOS. Tuy nhiên‚ khi mở rộng việc giám sát‚ các loại PFAS siêu ngắn (C1-C3) như TFA‚ PFPrA và các perfluorosulfonate nhỏ bắt đầu xuất hiện thường xuyên hơn trong nước mặt và nước uống. Các hợp chất này rất phân cực và dễ hòa tan trong nước‚ khó loại bỏ bằng phương pháp xử lý thông thường. Do tính phân cực‚ chúng lưu giữ kém trên các cột pha đảo truyền thống. Sự kết hợp này khiến cho các PFAS mạch ngắn (C1-C3) khó định lượng chính xác nhất.

 

 

Những thách thức trong phân tích PFAS:

- PFAS C1-C3 được rửa giải gần thể tích chết trên các cột C18 thông thường

- Nhiễm chéo PFAS (đặc biệt là TFA và PFBA) từ dung môi‚ hóa chất và hệ thống LC

- Nhiều phòng thí nghiệm không muốn sử dụng SPE để xử lý mẫu nhưng việc tiêm một lượng nước lớn có thể gây ra nhiều vấn đề‚ đặc biệt là hình dạng peak xấu đối với các chất được rửa giải sớm

 

Dòng cột Altura Poroshell 120 PFAS và cột delay PFAS mới được Agilent thiết kế đặc biệt để giải quyết những thách thức này‚ cho phép phân tích đồng thời các hợp chất PFAS C1-C18 trong nước uống chỉ với một mũi tiêm. Phương pháp được thực hiện trên hệ thống  Agilent 1290 Infinity II LC trang bị bơm tốc độ cao kết hợp với đầu dò 6475 Triple Quadrupole LC/MS.

 

 

TÓM TẮT QUY TRÌNH XỬ LÝ MẪU:

- Lọc 50 mL mẫu nước uống qua màng lọc Regenerated Cellulose (RC) 0.2 μm

- Dùng pipet lấy chính xác 10 mL nước đã lọc và thêm glacial acetic acid sao cho nồng độ acetic acid đạt 0.1%‚ để yên dung dịch 5 phút

- Dùng pipet lấy chính xác 0.5 mL nước đã được acid hóa ở trên vào vial (bằng polypropylene)‚ thêm 10 μL nội chuẩn (5 μg/L trong methanol)‚ sau đó thêm 0.5 mL methanol‚ vortex trong 1 phút và phân tích bằng LC/MS

 

TÓM TẮT PHƯƠNG PHÁP:

- Thiết bị phân tích: Agilent 1290 Infinity II LC + Đầu dò Agilent 6475 triple quadrupole LC/MS

- Trang bị: Injection loop 100 μL

                  InfinityLab PFAS analysis HPLC conversion kit (5004-0006)

- Cột phân tích: Altura Poroshell 120 PFAS HPLC Column 2.7 μm‚ 2.1 x 100 mm (227210-007)

- Delay column: Poroshell 120 PFAS Delay Column‚ 4.6 x 30mm (027403-007)

- Pha động A: 5 mM Ammonium acetate + 0.05% Acetic acid trong nước
  Pha động B: 5 mM Ammonium acetate trong methanol

- Thể tích tiêm: 100 µL

- Nhiệt độ cột: 40°C

- Tốc độ dòng: 0.4 mL/phút

 

So sánh hình dạng peak của một số PFAS có thời gian rửa giải sớm‚ như TFA‚ PFMeS‚ PFPrA‚ PFBA... thu được trên cột InfinityLab Altura Poroshell 120 PFAS (2.1 × 50 mm) với hai cột C18 thông thường (ZORBAX Eclipse Plus C18 và InfinityLab Poroshell 120 EC-C18)‚ chúng tôi nhận thấy có sự khác biệt rõ rệt. Đối với cột C18 thông thường‚ TFA và các perfluorosulfonate rửa giải gần thời gian chết (t0)‚ peak rộng hoặc bị biến dạng. Cột PFAS mới thể hiện khả năng lưu giữ tốt các hợp chất PFAS C1-C3 và cải thiện đáng kể hình dạng peak. Điều này cho thấy sự kết hợp giữa pha tĩnh Poroshell và vật liệu cột Altura mới đem lại hiệu quả vượt trội cho phân tích các hợp chất PFAS rửa giải sớm trong khi vẫn đảm bảo hoạt động như một cột Poroshell về hiệu năng và áp suất.

 

Sắc ký đồ so sánh giữa cột C18 thông thường và cột Altura Poroshell PFAS (2.1 × 50 mm)

 

Trong quá trình phát triển phương pháp‚ Agilent đã thử nghiệm tiêm mẫu thể tích lớn (100 µL) được pha trong hỗn hợp nước/methanol (50:50) mà không có acid. Trong điều kiện này‚ các hợp chất PFAS như TFA và PFPrA bị chẻ peak. Việc thêm 0.1% acid acetic vào dung môi pha loãng mẫu và chất chuẩn đã giải quyết được vấn đề này. Hình dạng peak đối xứng hơn‚ ngay cả ở thể tích tiêm 100 µL. Sự thay đổi rất đơn giản‚ không gây ra vấn đề áp suất‚ lại là một thủ thuật rất quan trọng giúp việc tiêm trực tiếp mẫu thể tích lớn trở nên khả thi đối với các phòng thí nghiệm thông thường.

 

Hình dạng peak của TFA và PFPrA khi tiêm 100 µL mẫu không có acid acetic (A) và mẫu có chứa 0.1% acid acetic (B) 

 

Cột Altura Poroshell 120 PFAS mới và cột delay PFAS giúp đơn giản hóa phương pháp phân tích PFAS C1–C18 trong nước uống chỉ với một mũi tiêm‚ cải thiện khả năng lưu giữ lại hình dạng peak cho các hợp chất PFAS C1-C3 so với các cột C18 thông thường. Phương pháp cho phép tiêm trực tiếp thể tích lớn lên đến 100 µL‚ đồng thời độ tuyến tính‚ hiệu suất thu hồi và độ chính xác tốt. Khi các quy định về PFAS ngày càng mở rộng và kỳ vọng của khách hàng ngày càng tăng‚ bộ cột Altura Poroshell PFAS là một giải pháp đơn giản mà hiệu quả để các phòng thí nghiệm nâng cao năng lực kiểm nghiệm toàn diện nhóm hợp chất PFAS C1–C18.