Umweltgifte im Meeresboden nachweisen

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Gerstel GmbH & Co. KG

Perfekt automatisierte Analyse

Die Mikrovials, die jeweils drei Stücke einer einzelnen SPME-Faser enthielten, wurden in spezielle taillierte Thermodesorptionsröhrchen aus Glas überführt, die mit einem Transport-Adapter (TA) für die automatisierte Handhabung vermittels eines Autosamplers (Gerstel-Multi-Purpose-Sampler MPS) versehen waren. Für die Thermodesorption der Analyten aus den SPME-Fasern verwendeten Eganhouse und DiFilippo eine Thermal-Desorption-Unit (Gerstel-TDU), die mit einem PTV-Injektor (Gerstel-Kalt-Aufgabe-System KAS) verbunden war und in dem die verflüchtigten Analyten unter Einsatz einer Flüssigstickstoffkühlung cryofokussiert wurden. Das Instrumentarium des MPS umfasste eine Option zum automatisierten Wechsel des Glasliners (Gerstel-Automated-TDU-Liner-Exchange Atex). Atex ermögliche dem MPS, führen die Wissenschaftler in ihrer Publikation aus, nicht nur den raschen und sicheren Wechsel der Glasliner, sondern u.a. auch die automatisierte Aufgabe von Kalibrationsstandards oder die Zugabe interner Standardlösungen, je nach Erfordernis, in die TDU-Röhrchen.

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Vom KAS aus wurden die Analyten temperaturprogrammiert auf einen Agilent 6890-Plus-GC überführt; die Trennung der Analyten erfolgte auf einer 30 m langen DB 5-Fused-Silica-Kapillarsäule mit 0,25 mm ID und 0,25 µm Schichtdicke, die über eine beheizte Transferleitung unmittelbar an ein 5973-MSD (Agilent Technologies) angeschlossen war. Das Interface wurde isotherm auf 275 °C gehalten, der Quadrupol auf 150 °C und die Ionenquelle auf 230 °C. Die Elektronenionisation betrug 70 eV und das Filament wurde nach einer Verzögerung von 3,5 Minuten eingeschaltet. Die Datenaufzeichnung erfolgte im Full-Scan-Modus (FS) von 50 bis 500 amu mit 1,68 Scan pro Sekunde. Die Steuerung von TDU-GC/MS sowie die Datenerfassung erfolgten über die Agilent-Chemstation mit integrierter Maes­tro-Software (Gerstel). Die Bestätigung der Verbindungsidentität basierte auf MS- und Retentionszeitdaten für authentische Standards sowie auf dem Vergleich mit Massenspektren in den NIST-MS-Pestizid-Libraries, berichten Eganhouse und
DiFilippo.

Die Zielvorgaben wurden erfüllt

Nach einer Zeit umfangreicher Optimierungsarbeiten, im Zuge derer Eganhouse und DiFilippo die verschiedenen Stellschrauben, darunter die Art des Extrak­tionsmediums sowie die verwendeten Temperaturen und -profile, feinjustiert hatten, gelang den Wissenschaftlern mit ihrer TD-GC/MS-Methode die Bestimmung zehn DDT-verwandter Verbindungen im Porenwasser mariner Sedimentproben. Zu den Analyten zählten: 4,4-DDNS, 4,4-DDNU, 4,4-DDMU, 2,4-DDE, 4,4-DDMS, 4,4-DDE, 2,4-DDD, 4,4-DDD, 2,4-DDT und 4,4-DDT. Die kalkulierte Nachweisgrenze der Analyten im Meerwasser variierte im Full-Scan-Modus zwischen 0,05 und 2,4 ng/L und zwischen 0,7 und 16 pg/L im Selected-Ion-Monitoring-Modus (SIM). Die relevanten statistischen Parameter sprechen von einer hohen Güte der zugrundeliegenden TDU-GC/MS-Methode, die sich obendrein als relativ einfach in der Handhabung, kostengünstig, effektiv und präzise erweise, schreiben die Wissenschaftler in ihrer Schlussfolgerung. Mit ihrer Methode ließen sich auch andere hydrophobe organische Verbindungen (HOC) als DDX im Konzentrationsbereich unterhalb Parts-per-Trillion mit kommerziell verfügbarer Ausrüstung nachweisen. Insbesondere eigne sie sich für Studien, die eine hohe räumliche Auflösung erfordern oder eine Langzeitüberwachung umweltrelevanter Parameter zum Inhalt haben.

Literatur:

[1] Robert P. Eganhouse, Erica L. DiFilippo, Determination of 1-chloro-4-[2,2,2-trichloro-1-(4-chlorophenyl)ethyl]benzene andrelated compounds in marine pore water by automated thermaldesorption-gas chromatography/mass spectrometry using disposableoptical fiber, Journal of Chromatography A, 1415 (2015) 38–47

[2] https://www.scientificamerican.com/article/the-mystery-of-the-vanishing-ddt-in-the-ocean-near-los-angeles/

* G. Deußing: Redaktionsbüro Guido Deußing, 41464 Neuss

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