Starkes Duo in der Dioxinanalytik

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Die effektive Massenauflösung wird bei jeder Analyse aufgezeichnet und mit den Messdaten dokumentiert. Für spezielle Matrices kann eine Anpassung der vorgestellten Parameter erforderlich sein, beispielsweise enthält die EPA-Methode 1613A nicht den 13C-markierten Standard für Oktafuran. Die Retentionszeitgrenzen für die benutzten MID-Fenster wurden mit einem Fenster-Standard ermittelt. Diese Standardlösung enthält die jeweils früheste und zuletzt eluierende Verbindung jeder Kongener-Gruppe.

Wichtig: Wahl der Referenzsubstanz

Die Wahl der Referenzmassen für Dioxine verlangt spezielle Aufmerksamkeit und kann je nach Applikation variieren. In dem verwendeten Setup werden die Massen m/z 371,82300 für die nativen Hexafurane benutzt, anstelle der häufig eingesetzten Masse m/z 375,81723. Dies ist erforderlich, da die benutzte Referenzmasse des FC43 mit m/z 375,98017 zu nah an dem analytischen Signal liegt und eventuell Interferenzen verursachen kann. Darüber hinaus verringert die gewählte Masse das Untergrundrauschen und ermöglicht den Nachweis mit einem höheren Signal/Rausch-Verhältnis. Eine vergleichbare Situation stellt sich für die Referenzmasse des Heptadioxins bei m/z 425,77317. Eine Wahl des nahe liegenden FC43-Fragmentes m/z 425,976977 könnte hier Interferenzen verursachen.

Trotz dieser Vorsichtsmaßnahmen bietet die Wahl von FC43 als Referenzsubstanz viele Vorteile gegenüber dem verbreitet eingesetzten Perfluorkerosin (PFK). FC43 bietet für die Dioxinanalyse Referenzmassen mit guter Intensität für alle MID-Fenster. Der geringere Siedepunkt macht die Handhabung einfacher und führt zu einer geringeren Kontamination der Ionenquelle.

Für eine Optimierung der Empfindlichkeit spielt weiterhin die verwendete Elektronenenergie eine große Rolle. Die optimale Empfindlichkeit am DFS für das eingesetzte Verfahren wurde mit einer Elektronenenergie von 48 eV erreicht. Dieser Parameter liegt typischerweise zwischen 40 und 50 eV und sollte einmalig am verwendeten Gerät durch ein Autotune bei der Masse m/z 414 für die Auflösung 10 000 optimiert werden.

Zwei verschiedene Experimente wurden durchgeführt, um die Empfindlichkeit, Stabilität und Robustheit des DFS zu prüfen.

Messung der Proben

Zuerst wurde eine lange Sequenz von 72 Wiederholungsmessungen mit einem 2,3,7,8-TCDD-Standard durchgeführt. Die Konzentration von TCDD lag bei diesem Experiment bei 17 fg/µL (Wellington Laboratories, Guelph/Canada). In einem zweiten Experiment wurden reale Proben auf das gesamte Spektrum der Dioxine untersucht und quantifiziert. Die Probe stammte aus einer gepoolten Blutprobe und enthielt sehr niedrige Konzentrationen von Dioxinen und Furanen. 2,3,7,8-TCDD wurde mit einem Gehalt von 20 fg/µL quantifiziert. Die Wiederholungsmessungen wurden mit verschiedenen analytischen Sequenzen durchgeführt. Als Methodenstandard kam dabei ein 1613A-CS1-Kalibrierungstandard in der Verdünnung 1:10 zum Einsatz (Gehalte: 50 fg/µL Tetras (TCDD, TCDF), 250 fg/µL PCDDs/PCDFs bis HCDDs/HCDFs, 500 fg/µL OCDDs/OCDFs; Cambridge Isotope Labs, Andover/USA).

Ergebnisse und Diskussion

Eine typische Trennung der Kongenere des EPA-1613A-CS1-Standards mit den beschriebenen gaschromatographischen Parametern ist in Abbildung 3 dargestellt. Die Methodenparameter wurden ebenfalls für die Analyse der Blutprobe verwendet. Die Empfindlichkeit des eingesetzten DFS-Systems wurde durch die Injektion des Standards von 20 fg/µL 2,3,7,8-TCDD ermittelt und dokumentiert (s. Abb. 4). Für den Beleg der DFS-Nachweisstärke in realen Proben mit schwierigen Matrices wurden wiederholte Injektionen einer aufgearbeiteten Blutprobe durchgeführt. Die Isotopenverhältnisse zur Bestätigung der Gehalte wurden für alle Dioxine und Furane in der Blutprobe bestimmt und für TCDD bei einem ermittelten Gehalt von 17 fg/µL graphisch ausgewertet (s. Abb. 5). Alle TCDD-Ergebnisse der Serie mit Standard und Blutprobe ergaben sehr gute Resultate. Die ermittelten Isotopenverhältnisse lagen alle in dem von der EPA 1613A erlaubten Rahmen von ±15 Prozent um den theoretischen Wert. Dabei trat eine sichtbare Tendenz im Laufe der Messungen nicht auf.

Fazit: Kombination geeignet

Mit einem hochauflösenden GC/MS-System wie dem DFS können Lebensmittel wirksam auf Spurenkontaminationen von Dioxinen im unteren fg-Bereich untersucht werden. Auch Proben mit stark matrixbeladenen Extrakten können erfolgreich untersucht werden. Die Zuverlässigkeit, Empfindlichkeit und Langzeit-Stabilität des Systems demonstrierte eine Injektions-Serie einer matrixbeladenen Blutprobe. Das DFS liefert die Dioxin-Bestätigungsanalytik in Übereinstimmung mit internationalen Richtlinien. Durch die hohe Empfindlichkeit und Stabilität ist die HRGC/HRMS-Analytik mit dem DFS gut geeignet, um geringste Dioxin-Spuren für einen effektiven Verbraucherschutz zu bestimmen.

*D. Krumwiede und H.-J. Hübschmann, Thermo Fisher Scientific, 28199 Bremen

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