Name: identifying per- and polyfluorinated chemical species with a combined targeted and non-targeted-screening high-resolution mass spectrometry workflow
Uploaded: 2019-04-18T14:00:00
Duration: 9 min 4 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Identifying Per- and Polyfluorinated Chemical Species with a Combined Targeted and Non-Targeted-Screening High-Resolution Mass Spectrometry Workflow at JoVE.c

अमेरिका पर्यावरण संरक्षण एजेंसी, अनुसंधान और विकास के अपने कार्यालय के माध्यम से, वित्त पोषित और अनुसंधान प्रबंधित यहां वर्णित है । इस दस्तावेज़ की समीक्षा अमेरिका पर्यावरण संरक्षण एजेंसी, अनुसंधान और विकास के कार्यालय द्वारा किया गया है, और प्रकाशन के लिए मंजूरी दे दी । इस लेख में व्यक्त विचार लेखकों के है और जरूरी विचार या अमेरिका के पर्यावरण संरक्षण एजेंसी की नीतियों का प्रतिनिधित्व नहीं करते हैं । इस शोध के भाग में राष्ट्रीय जोखिम अनुसंधान के लिए एक नियुक्ति के द्वारा समर्थित किया गया था, के बीच Interagency समझौते के माध्यम से DW89992431601 ओक रिज विज्ञान और शिक्षा के लिए संस्थान द्वारा प्रशासित अमेरिका के ऊर्जा विभाग और अमेरिका के पर्यावरण संरक्षण एजेंसी ।

लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

नमूना हैंडलिंग और तैयारी संदर्भ के शामिल किए जाने/स्पाइक मानक किसी भी लक्षित विश्लेषण के लिए सर्वोपरि महत्व के हैं, क्योंकि वे विश्लेषणात्मक वैधता की जांच के लिए एक backstop प्रदान करते हैं । QC नमूनों की कमी परिणामों की सटीकता के किसी भी आकलन से बचाता है; fluorochemicals की सर्वव्यापी प्रकृति का मतलब है कि क्षेत्र के नमूनों की संभावना संदूषण, प्रसंस्करण सामग्री, या LC-MS प्रणाली असामांय नहीं है और के लिए जिंमेदार होना चाहिए । इसके अलावा, यह दिन-प्रतिदिन के नमूने के प्रसंस्करण में परिवर्तन की परवाह किए बिना प्रोटोकॉल के सत्यापन के लिए अनुमति देता है, के रूप में कई कदम अत्यधिक चर, विशेष रूप से एसई और नमूना एकाग्रता कदम हो सकता है । दोनों विरासत और उपंयास perfluorinated रसायनों के निष्कर्षण भारी एकाग्रता के लिए स्थिर चरण की पसंद से प्रभावित हो सकता है, और इस तरह के पीएच और लवणता४६के रूप में स्रोत के नमूनों के घटकों । यदि pefluorinated रसायनों की विशेष कक्षाएं ब्याज की हैं, तो नमूना शर्तों के प्रभाव पर विचार किया जाना चाहिए । यदि प्रयोगशाला सेटअप उपलब्ध है और डाउनस्ट्रीम डेटा विश्लेषण समान रहता है तो जल निष्कर्षों के लिए वैकल्पिक नमूना तैयारी योजनाओं का उपयोग किया जा सकता है ।
लक्षित डेटा विश्लेषण उपलब्ध मानकों और मिलान के साथ यौगिकों के लिए, स्थिर आइसोटोप आंतरिक मानकों लेबल, डेटा विश्लेषण के लिए प्राथमिक चिंताओं की भूमिका निभाई है और विधि का पता लगाने की सीमा का निर्धारण और उपयुक्त रिपोर्टिंग पर्वतमाला एक पर निर्धारित किया जा सकता है प्रयोगशाला द्वारा प्रयोगशाला के आधार पर मानक दृष्टिकोण का उपयोग कर, इस तरह के संकेत से शोर अनुपात के रूप में निम्न स्तर के मानक spikes४७. बेमेल मैट्रिक्स प्रभाव से मिलान आंतरिक मानकों त्रुटियों के अभाव में हो सकता है, और नुकीला नमूनों की सटीक वापस भविष्यवाणी माप की सटीकता का अनुमान लगाने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । जब एक वक्र तैयार करने के लिए मानकों की कमी, एक अज्ञात का एक मात्रात्मक अनुमान यह एक बारीकी से मिलान मानक यौगिक को हूबहू इलाज के द्वारा बनाया जा सकता है, लेकिन अनुमान में त्रुटियों के आदेश पर कर रहे हैं 10 + सीमित करने की क्षमता के साथ गुना अनिश्चितता की मात्रा, देखें McCord, ंयूटन, और Strynar21। इन मामलों में, रुझान डेटा अभी भी एकत्र किया जा सकता है, लेकिन एकाग्रता अनुमान स्वाभाविक अविश्वसनीय हैं ।
अलक्षित डेटा विश्लेषण पीक खरीदना सेटिंग्स की पहचान की रासायनिक सुविधाओं की संख्या पर एक महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है, लेकिन विशेषता चयन की गुणवत्ता भी भारी प्रभावित है । पीक उठा में ब्याज के निर्णय 1) व्यक्तिगत जनता की तीव्रता स्पेक्ट्रा में शामिल किया जा करने के लिए कर रहे हैं, आयन प्रचुरता थ्रेशोल्ड 2) निकाली गई वर्णलेख चोटियों की तीव्रता सुविधाओं पर विचार किया जा करने के लिए, सुविधा बहुतायत थ्रेशोल्ड 3) सुविधा का पता लगाने आवृत्ति, सूचना को दोहराने थ्रेशोल्ड, और 4) विश्लेषणात्मक भिंनता, CV थ्रेशोल्ड (चित्रा 10) ।
अधिक तेजी से कम बहुतायत (तालिका 7) की अतिरिक्त सुविधाओं को हल करने के लिए नमूना समय में एक घातीय वृद्धि में शीर्ष चयन परिणामों के लिए unrealistically कम थ्रेसहोल्ड सेटिंग । आयन-बहुतायत थ्रेशोल्ड बड़े पैमाने पर वर्णक्रमीय सुविधाओं फिल्टर जहां व्यक्ति आइसोटोप बहुलता की सीमा से गुजारें नहीं है । यह आदर्श रूप में केवल गुणवत्ता एमएस स्पेक्ट्रा के साथ सुविधाओं के लिए चुनता है, यह सुनिश्चित करने के बजाय वाद्य शोर से वास्तविक रासायनिक सुविधाओं रहे हैं, और बहाव के प्रसंस्करण में फार्मूला भविष्यवाणी के लिए अनुमति. एक उचित सीमा वाद्य शोर पर आधारित है, आदर्श रूप में सबसे कम 3x MS1 स्कैन के लिए शोर सीमा । विशेषता बहुतायत दहलीज फिल्टर रासायनिक तीव्रता या क्रोमेटोग्राफिक सुविधा निकाली की क्षेत्र के आधार पर सुविधाओं । यह कदम कम बहुतायत चोटियों, जो गरीब क्रोमेटोग्राफिक गुणवत्ता के आम तौर पर कर रहे हैं, उच्च प्रसरण है, या अन्य गरीब सॉफ्टवेयर निष्कर्षण का परिणाम है की अस्वीकृति सक्षम बनाता है । एक उचित थ्रेशोल्ड प्रति प्रयोग, और मैट्रिक्स के आधार पर निर्धारित किया जाना चाहिए गरीब सुविधा पीढ़ी के एक स्वीकार्य स्तर पर आधारित (उदाहरण के लिए, सीमा के नीचे की सुविधाएं unacceptably गरीब क्रोमैटोग्राफी प्रदर्शन) । इसके अलावा विश्लेषणात्मक QC विश्लेषणात्मक और/या प्रारंभिक प्रतिकृति (प्रतिकृति थ्रेशोल्ड) में असंगत पहचान पर आधारित क्रोमेटोग्राफिक स्तर पर सुविधाओं को अस्वीकार करने के लिए उपयोग किया जा सकता उपयुक्त स्तर शीर्ष एकीकरण सॉफ्टवेयर और जांच के तहत रासायनिक संस्थाओं की गुणवत्ता पर निर्भर करते हैं । पानी में घुलनशील perfluorinated यौगिकों और हल्के से अनुकूलित एकीकरण प्रोटोकॉल के लिए, सुविधाओं की पहचान की जानी चाहिए में 80 +% विश्लेषणात्मक प्रतिकृति की और cvs 30% से नीचे गिर करने के लिए, तरीके अनुभाग में विस्तृत रूप में अपेक्षित हैं ।
गैर-लक्षित विश्लेषण से पता लगाए गए चोटियां पता लगाई गई सामग्रियों की सांद्रता के मात्रात्मक अनुमानों को प्राप्त नहीं करतीं । इसके अलावा, सच unknowns की पहचान की पुष्टि मुश्किल हो सकता है क्योंकि उपंयास यौगिकों सार्वजनिक रूप से उपलब्ध डेटाबेस से अनुपस्थित रहे हैं । उपंयास संरचनात्मक दृढ़ संकल्प कई तरीकों के साथ व्यापक विश्लेषण की आवश्यकता है और दोनों मास स्पेक्ट्रोमेट्री और रसायन विज्ञान में विशेषज्ञता की आवश्यकता है. हालांकि, रासायनिक सुविधाओं के शिखर क्षेत्रों को सामांय ज्ञात प्रजातियों21से unknowns की सांद्रता की अर्द्ध मात्रात्मक अनुमान प्रदान कर सकते हैं । यदि संगत नमूनाकरण और तैयारी के कदम नियोजित हैं, तो व्यक्तिगत प्रजातियों के लिए समय प्रवृत्ति सूचना को भविष्य में किसी रसायन के स्थायित्व पर नजर रखने के लिए उत्पन्न किया जा सकता है क्योंकि एक अलग प्रजाति के लिए प्रतिक्रिया बड़ी को छोड़कर संगत होनी चाहिए मैट्रिक्स में भिंनता21।
इस विधि का प्राथमिक लाभ दोनों लक्षित और nonलक्ष्यित विश्लेषण की अनुमति देने के लिए नमूना उपचार की तानाना है । जबकि लक्षित विश्लेषण बराबर या बेहतर मात्रात्मक जानकारी प्रदान करता है, यह बहुत जब नए और उभरती हुई सामग्री, साथ ही मैट्रिक्स सामग्री के लिए अपने रिश्ते से निपटने वांछित विश्लेषण के विस्तार का अभाव है । एक लक्षित पद्धति, या यहां तक कि एक संदिग्ध स्क्रीनिंग विधि केवल ज्ञात सामग्री और सीमित डेटाबेस पर आधारित लागू करने के लिए पूरी तरह से पहले अक्षित प्रजातियों के लिए अंधा है, भले ही वे महत्वपूर्ण स्वास्थ्य प्रभाव हो सकता है । के रूप में सॉफ्टवेयर में सुधार और डेटाबेस और अधिक मजबूत हो, अज्ञात पहचान की सटीकता को बढ़ाने के लिए, समय निवेश और आवश्यक विशेषज्ञता के स्तर में एक सहवर्ती कमी के साथ इस द्वारा उत्पंन बहुआयामी डेटा का विश्लेषण करने के लिए जारी रहेगा दृष्टिकोण. फिर भी, डेटा बैंकिंग वर्तमान में महत्वपूर्ण भविष्य के मूल्य की है, क्योंकि डेटा बैंक नव विकसित सॉफ्टवेयर के साथ पोस्ट-हॉक विश्लेषण के लिए अनुमति देता है और एक पता लगाया यौगिक की पहचान वर्तमान में अज्ञात है, भले ही समय भर में तुलना करने में सक्षम बनाता है ।

प्रति-और पॉलीफ्लुओरोऐल्किल पदार्थों का वर्ग (PFASs) महत्वपूर्ण सार्वजनिक स्वास्थ्य चिंता के साथ लगातार कार्बनिक प्रदूषक हैं । विशिष्ट यौगिकों perfluorooctanoic एसिड (pfoa) और perfluorooctanesulfonate (pfos) पीने के पानी के स्वास्थ्य सलाहकार EPA द्वारा निर्धारित स्तर है1,2 और उनके प्रमुख अमेरिकी उत्पादन 2000s में रह3,4 . कपड़ा और उपभोक्ता उत्पाद विनिर्माण क्षेत्रों में PFAS सामग्री के गुणों के लिए एक महत्वपूर्ण समझ हासिल करने के लिए, सैकड़ों, अगर हजारों नहीं, वैकल्पिक PFAS chemistries के लिए प्रतिस्थापन सहित उत्पाद niches को भरने के लिए विकसित किया गया है डेप्रिकेटेड यौगिक5,6,7,8। वहां एक चल रही सीधे श्रृंखला perfluorinated कार्बोक्सिलिक एसिड और sulfonates के पर्यावरण के स्तर की निगरानी की जरूरत है ऐसे PFOS, PFOA, और उनके समजातीय श्रृंखला है, लेकिन उभरते रासायनिक यौगिकों की स्थापना की विधियों द्वारा कवर नहीं कर रहे है जैसे EPA विधि ५३७9 और अक्सर पारंपरिक लक्षित विश्लेषण के लिए विश्लेषणात्मक मानकों की कमी है । इस प्रकार इस प्रोटोकॉल की मंशा दो गुनी है । यह पानी में फ्लोरोकेमिकल प्रजातियों के लक्षित LC-MS/MS विश्लेषण के लिए एक मार्ग प्रदान करता है, जहां विश्लेषणात्मक मानकों उपलब्ध हैं और विवरण डेटा विश्लेषण के लिए एक गैर-लक्षित, उच्च-रिज़ॉल्यूशन मास स्पेक्ट्रोमेट्री-आधारित दृष्टिकोण का निर्बाध एकीकरण जो एक ही नमूने में अज्ञात या अनपेक्षित यौगिकों का पता लगाने में सक्षम बनाता है ।
ठोस चरण निष्कर्षण (SPE) नमूना सफाई और कई analytes और नमूना matrices10,11अनुप्रयोगों के साथ एकाग्रता के लिए एक स्थापित तकनीक है । Pfas विश्लेषण के लिए, कई ठोस धारणा शक्तिवाला चरणों सहित गैर-ध्रुवीय, functionalized ध्रुवीय, और आयन एक्सचेंज स्तंभों matrices9,12, की एक विस्तृत विविधता में fluorinated प्रजातियों के उपवर्गों के लिए अलग extents के लिए इस्तेमाल किया गया है 13,14,15,16। SPE नमूना विश्लेषण में अग्रिम ऑन-लाइन setups का उपयोग बहुत दृष्टिकोण के throughput में वृद्धि और नमूना हैंडलिंग की प्रतिलिपि बनाने की क्षमता में सुधार, लेकिन मौलिक प्रक्रिया लगातार17रहता है । कुछ प्रयास बड़े मात्रा इंजेक्शन का उपयोग spe के ऑफ़लाइन एकाग्रता को दूर करने के लिए भी शुरू किया गया है, लेकिन इन क्रोमेटोग्राफी के लिए संशोधन की आवश्यकता है कि उंहें आरामदायक विश्लेषण के दायरे के बाहर जगह18,19 . हमारे नमूना विश्लेषण एक बहुलक कमजोर ऋणायन एक्सचेंज (वैक्स) का उपयोग करता है धारणा शक्तिवाला चरण को अच्छी तरह से पारंपरिक कार्बनिक contaminants से अंलीय pfas सामग्री अलग है जबकि पर्याप्त नमूना एकाग्रता कारकों को प्राप्त करने । इस मोम चरण जैसे perfluorobutane सल्फोनेट (pfbs) या perfluorinated ईथरों ऐसे hexafluoropropylene ऑक्साइड डिमर एसिड के रूप में लघु श्रृंखला perfluorinated एसिड पर कब्जा करने के लिए महत्वपूर्ण है (hfpo-DA) जो अब चेन विरासत perfluorinated से अधिक ध्रुवीय हैं प्रजातियों20,21। हाल ही में PFAS रसायन विज्ञान5में छोटी फ्लोरीनेटेड चेन और ईथर शामिल किए जाने की दिशा में एक महत्वपूर्ण बदलाव किया गया है, इस चरण का चयन एमएस विश्लेषण के लिए उपन्यास यौगिकों की अधिक पूरी तरह से वसूली करने में सक्षम बनाता है ।
लक्षित LC-MS/प्रमाणित मानकों और स्थिर आइसोटोप लेबल आंतरिक मानकों का उपयोग मात्रात्मक विश्लेषण के लिए विशिष्टता और संवेदनशीलता का एक अद्वितीय स्तर प्रदान करता है । हालांकि यह दृष्टिकोण कई स्थितियों में वांछनीय है, यह सभी के लिए अव्यावहारिक है-विश्लेषण में आम स्थितियों । केवल नमूने में अपेक्षित प्रजातियों के लिए लक्षित approaches कार्य, और जिसके लिए विधियां पहले स्थापित किया गया है । नए और उभरते यौगिकों के लिए, इस दृष्टिकोण भी प्रजातियों है कि ब्याज की हो सकती है, उनके रसायन या एकाग्रता की परवाह किए बिना पता लगाने के काबिल नहीं है, और कम संकल्प मास स्पेक्ट्रोमीटर बनाने के लिए पर्याप्त जानकारी प्रदान करने के लगभग असमर्थ हैं अज्ञात यौगिकों का स्पष्ट रासायनिक कार्य । नतीजतन, गैर लक्षित विश्लेषण के क्षेत्र में पैदा हुआ है, उच्च संकल्प आधुनिक मास स्पेक्ट्रोमीटर की शक्ति का लाभ एक presupposed परिकल्पना के बिना नमूनों का विश्लेषण और पूर्वव्यापी नमूने में detectable सुविधाओं को रसायनों को आवंटित । इस दृष्टिकोण के जीवविज्ञान के क्षेत्रों में बड़े पैमाने पर इस्तेमाल किया गया है22,23,24 और पर्यावरण विज्ञान25,26,27 रसायनों की कई कक्षाओं पर. Perfluorinated रसायन विशेष रूप से अपने अद्वितीय द्रव्यमान वर्णक्रमीय पैटर्न के कारण इस विधि में पहचान करने के लिए स्पष्ट कर रहे हैं, और यौगिकों के सैकड़ों सिर्फ पिछले कुछ वर्षों में वर्णित किया गया है5,28.
यहां पर चर्चा किए गए प्रोतोकोल का उद्देश्य ब्याज के उभरते हुए यौगिकों की पहचान करने और अर्द्ध-मात्रात्मक रूप से निगरानी करने की आवश्यकता के साथ लक्षित एलसी-एमएस/एमएस पीएफएफएएस परिमाणात्मक संरेखण करना है । SPE चरण चयन और नमूना तैयार करने की तकनीक को पानी से अधिक हाइड्रोफिलिक उभरते PFAS एसिड का कब्जा सुनिश्चित करने के लिए और कम लंबी श्रृंखला बहुलक प्रजातियों और गैर ईओण प्रजातियों के लिए अनुकूल हो सकता है इरादा कर रहे हैं । इसके अलावा, गैर लक्षित विश्लेषण द्वारा उत्पंन डेटा सघन और उच्च dimensionality है, जो डेटा विश्लेषण सॉफ्टवेयर के उपयोग के लिए आवश्यक है । इस तरह के सॉफ्टवेयर संकुल अक्सर विक्रेता विशिष्ट है और साधन प्लेटफार्मों के बीच संचालित करने के लिए संशोधन की आवश्यकता है । जहां संभव हो, विश्लेषण प्रक्रिया में वर्णित किया गया है एक सामांय फैशन और मुक्त स्रोत/फ्रीवेयर विकल्प संदर्भित कर रहे हैं, लेकिन दक्षता और किसी भी सॉफ्टवेयर दृष्टिकोण की सटीकता एक व्यक्ति के आधार पर मूल्यांकन किया जाना चाहिए ।

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1567px;" width="1568">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:391px;">Acqity ultra-high performance liquid chromatography system&#160;</td>
			<td style="width:131px;">Waters Corporation</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:927px;">Modified with PFCs analysis kit (176001744); equivalent UPLC system is acceptible if PFAS background is checked and confirmed to be low</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">Ammonium acetate</td>
			<td style="width:131px;">Fluka</td>
			<td>17836</td>
			<td>Mass spectrometry grade &#62;99% pure</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">Ammonium Hydroxide</td>
			<td style="width:131px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>338818</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">Balance</td>
			<td>Mettler</td>
			<td>AB204S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:391px;">BEH C18 reverse phase UPLC column, 2.1&#215;50&#160;mm, 1.7&#160;&#956;m&#160;</td>
			<td style="width:131px;">Waters Corporation</td>
			<td>186002350</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">Dual piston syringe pump&#160;</td>
			<td>Waters Corporation</td>
			<td>SPC10-C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">Glacial Acetic Acid</td>
			<td style="width:131px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>ARK2183&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">Glass Microfiber Filters</td>
			<td>Whatman</td>
			<td>1820-070</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">High density polyethelye sample bottle&#160;</td>
			<td style="width:131px;">Nalgene</td>
			<td>2189-0032&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">High Resolution Mass Spectrometer</td>
			<td style="width:131px;">Various</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Mass Spectrometer should be capable of providing accurate mass to &#60;10ppm and collecting MS/MS data.&#160; Agilent 6530 qTOF and Thermo Fisher Orbitrap Fusion were used in this work</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">Methanol</td>
			<td style="width:131px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:391px;">Nitric Acid (35% w/w)</td>
			<td style="width:131px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>SVCN-5-1</td>
			<td>Can be prepared in house using concentrated nitric acid and reagent water</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">Polypropylene Buchner funnel</td>
			<td>ACE Glass</td>
			<td>12557-09&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">Polypropylene cenitrfuge tube and cap</td>
			<td style="width:131px;">BD Falcon</td>
			<td>352096</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">Polypropylene Vacuum Flask (1 L)</td>
			<td style="width:131px;">Nalgene</td>
			<td>DS4101-1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:391px;">Quattro Premier XE triple quadrupole mass spectrometer&#160;</td>
			<td style="width:131px;">Waters Corporation</td>
			<td></td>
			<td>Equivalent triple-quadrupole or better system can be used instead, should provide high sensitivity and stability for targeted analysis</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">Reagent Water</td>
			<td style="width:131px;"></td>
			<td></td>
			<td>Any source determined to be PFAS free</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">Sodium Acetate</td>
			<td style="width:131px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>W302406</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">TurboVap nitrogen evaporator&#160;</td>
			<td>Caliper Life Sciences</td>
			<td>103198</td>
			<td>Equivalent systems or rotary vacuum evaporator may be used instead</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:391px;">Weak anion exchange SPE cartridge (Oasis WAX Plus)</td>
			<td style="width:131px;">Waters Corporation</td>
			<td>186003519</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">Standard Solutions</td>
			<td style="width:131px;"></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:391px;">2,3,3,3-Tetrafluoro-2-(1,1,2,2,3,3,3-heptafluoropropoxy)propanoic acid (HFPO-DA)</td>
			<td style="width:131px;">Wellington</td>
			<td>HFPO-DA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">Additional targeted compound standards of interest</td>
			<td style="width:131px;"></td>
			<td></td>
			<td>to be determined based on preliminary analysis and standard availability</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">Mass labeled HFPO-DA</td>
			<td style="width:131px;">Wellington</td>
			<td>M2HFPO-DA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">Native PFCA/PFAS Mixture (2 ug/mL)</td>
			<td style="width:131px;">Wellington</td>
			<td>PFAC-MXA</td>
			<td>or PFAC-MXB; or individually prepared mixture containing compounds of interest</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">Stable Isotope Labeled PFCA/PFAS Mixture (2 ug/mL)</td>
			<td style="width:131px;">Wellington</td>
			<td>MPFAC-MXA</td>
			<td>or MPFAC-MXB; or individually prepared mixture containing compounds of interest as appropriate for Native PFASs</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">Software</td>
			<td style="width:131px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">Mass Profiler Professional</td>
			<td style="width:131px;">Agilent</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Or open source software packages</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">Profinder</td>
			<td style="width:131px;">Agilent</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Or open source software packages</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

identifying per- and polyfluorinated chemical species with a combined targeted and non-targeted-screening high-resolution mass spectrometry workflow

ऐतिहासिक और उभरते प्रति और पॉलीफ्लूरोओऐल्किल पदार्थों (पीएफएसएस) ने स्थानीय से लेकर संघीय स्तर तक की जनता और सरकारी एजेंसियों से महत्वपूर्ण रुचि दिखाई है । PFAS chemistries के सतत विकास के पर्यावरण की निगरानी के लिए एक चुनौती प्रस्तुत करता है, जहां लक्षित तरीकों के चल रहे विकास जरूरी नए रासायनिक यौगिकों की खोज lags । इसलिए, आगे की ओर देखने की ऐसी विधियों की आवश्यकता है जो उभरते हुए और अप्रत्याशित यौगिकों का पता लगा सकें, समय के साथ इन प्रजातियों की निगरानी कर सके और मानव स्वास्थ्य में भविष्य में कार्य करने के लिए उनकी रासायनिक संरचना का विवरण हल कर सके । यह अंत करने के लिए, उच्च संकल्प मास स्पेक्ट्रोमेट्री द्वारा गैर लक्षित विश्लेषण एक व्यापक आधार का पता लगाने दृष्टिकोण है कि लगभग किसी भी नमूना तैयारी योजना के साथ जोड़ा जा सकता है और पता लगाने के बाद यौगिक पहचान के लिए महत्वपूर्ण क्षमताओं प्रदान करता है प्रदान करता है. इस के साथ साथ, हम वर्णन एक ठोस चरण निष्कर्षण (SPE) आधारित नमूना एकाग्रता विधि छोटी चेन और अधिक हाइड्रोफिलिक PFAS chemistries के लिए tuned, इस तरह के प्रति के रूप में fluorinated ईथर एसिड और sulfonates, और इस फैशन में तैयार नमूनों के विश्लेषण का वर्णन दोनों लक्षित और गैर लक्षित मोड । जब संदर्भ मानक उपलब्ध होते हैं, तो लक्षित तरीके बेहतर मात्रा प्रदान करते हैं, लेकिन विश्लेषण करते समय आंतरिक रूप से अपेक्षित यौगिकों तक सीमित होते हैं । इसके विपरीत, एक गैर लक्षित दृष्टिकोण अप्रत्याशित यौगिकों की उपस्थिति की पहचान और उनके रासायनिक संरचना के बारे में कुछ जानकारी प्रदान कर सकते हैं । रासायनिक सुविधाओं के बारे में जानकारी नमूना स्थानों भर में यौगिकों सहसंबंधी करने के लिए और समय के साथ बहुतायत और घटना को ट्रैक करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है.

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Identifying Per- and Polyfluorinated Chemical Species with a Combined Targeted and Non-Targeted-Screening High-Resolution Mass Spectrometry Workflow

एक संयुक्त लक्षित और गैर-लक्षित स्क्रीनिंग उच्च संकल्प मास स्पेक्ट्रोमेट्री कार्यप्रवाह के साथ प्रति और पॉलीफ्लोरीनेटेड रासायनिक प्रजातियों की पहचान

यहाँ, हम मास स्पेक्ट्रोमेट्री द्वारा पानी में फ्लोरीनेटेड यौगिकों के अनुक्रमिक लक्षित प्रमात्रीकरण और गैर-लक्षित विश्लेषण के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करते हैं । यह पद्धति ज्ञात फ्लुओरोकेमिकल यौगिकों के मात्रात्मक स्तर प्रदान करती है और संबंधित नमूनों में उनके बहुतायत के अर्द्ध मात्रात्मक अनुमानों के साथ अज्ञात रसायनों को पहचानती है ।

Historical and emerging per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs) have garnered significant interest from the public and government agencies from the ...

यह दृष्टिकोण ज्ञात PFAS की मात्रा और एक ही नमूनों में नए पदार्थों की खोज के लिए अनुमति देता है, अकेले लक्षित दृष्टिकोण की तुलना में है कि चिंता का उभरते यौगिकों याद आती है । यह प्रोटोकॉल पीएफएएस यौगिकों की एक व्यापक विविधता को लक्षित करता है, जो नवीनतम उभरते रसायनों के प्रतिनिधि हैं। यदि एकाग्रता कदम यौगिकों के लिए अनुकूलित किया जाता है, तो यहां उपयोग किए जाने वाले माप विधियों को रसायनों के किसी भी वर्ग पर लागू किया जा सकता है।खेत से एक नमूना एकत्र करने के लिए, नाइट्रिल दस्ताने पहनें और एक स्वच्छ, उच्च घनत्व वाले पॉलीथीन, एचडीपीई, या पॉलीप्रोपाइलीन बोतल में क्षेत्र स्थान से 500 से 1, 000 मिलीलीटर पानी एकत्र करें। नमूना बोतल के लिए और एक क्षेत्र खाली करने के लिए ३५% नाइट्रिक एसिड परिरक्षक के पांच मिलीलीटर जोड़ें, और नमूनों को वापस प्रयोगशाला में परिवहन । प्रत्येक नमूने को व्यक्तिगत, पूर्व-साफ, एक लीटर, उच्च घनत्व वाले पॉलीप्रोपाइलीन स्नातक सिलेंडरों में डालें, और नमूनों की सटीक मात्रा रिकॉर्ड करें।कैपिंग से पहले प्रत्येक खाली नमूना बोतल में मेथनॉल के 10 मिलीलीटर जोड़ें और बोतल के अंदरूनी हिस्सों से प्रति और पॉलीफ्लोरोलकिल पदार्थों, या पीएफएएस को अवशोषित करने के लिए सख्ती से मिलाते हुए। फिर, मापा पानी के नमूने को मेथनॉलिक कुल्ला के साथ कुल्ला बोतल में वापस करें। क्वांटिटेशन के लिए एक मानक वक्र प्राप्त करने के लिए, पीएफएएस-मुक्त डिएकोनाइज्ड पानी के साथ आठ खाली, एक लीटर नमूना बोतलों को भरें, और वांछित मात्रा सीमा को कवर करने वाले आठ समान रूप से दूरी की सांद्रता के साथ बोतलों को लेबल करें।इसके बाद, उपयुक्त पीएफए सांद्रता प्राप्त करने के लिए प्रत्येक बोतल में देशी पीएफएएस मिश्रण की मात्रा जोड़ें, और अंशांकन वक्र के मध्य बिंदु को लगभग एक एकाग्रता पर प्रत्येक नमूने में आंतरिक मानक पीएफएएस मिश्रण जोड़ें। फिर, कांच फाइबर के माध्यम से नमूनों को व्यक्तिगत, पूर्व-साफ, एक लीटर उच्च घनत्व वाले पॉलीप्रोपाइलीन वैक्यूम फ्लास्क में कोमल वैक्यूम के तहत एक फिल्टर करें। यदि कण पदार्थ बोतल के भीतर रहता है, तो अतिरिक्त डिएकोनाइज्ड पानी को कुल्लाएं, और धोने को फ्लास्क में फ़िल्टर करें।ठोस चरण निष्कर्षण के लिए, नमूना बोतल में फ़िल्टर किए गए पानी को वापस करें, और एक कमजोर एनियन एक्सचेंज, या मोम, 25 मिलीलीटर मेथनॉल और अतिरिक्त 25 मिलीलीटर के साथ कारतूस की स्थिति वापस करें। फ़िल्टर नमूना बोतलों के भीतर पंप ड्रा ट्यूबिंग की स्थिति, और उचित नमूना नाम के साथ ठोस चरण निष्कर्षण, या एसपीई, कारतूस लेबल। प्रति मिनट 10 मिलीलीटर की स्थिर प्रवाह दर पर प्रत्येक कारतूस के माध्यम से प्रत्येक नमूने के 500 मिलीलीटर पंप करें, प्रवाह को त्याग दें।पिस्टन पंपों से मोम एसपीई कारतूस निकालें, और बाहरी ग्लास जलाशयों से लैस एक वैक्यूम कई गुना करने के लिए एसपीई कारतूस स्थानांतरित करें। कोमल वैक्यूम के तहत 25 मिलीमोलर, पीएच चार सोडियम एसीटेट बफर के चार मिलीलीटर के साथ प्रत्येक एसपीई कारतूस फ्लश करें, जिसके बाद चार मिलीलीटर तटस्थ मेथनॉल वॉश होता है। धोने के अंत में, एल्यूंट को इकट्ठा करने के लिए प्रत्येक एसपीई कारतूस के नीचे 15 मिलीलीटर पॉलीप्रोपाइलीन सेंट्रलाइज ट्यूब रखें, और मेथनॉल में 0.1% अमोनियम हाइड्रोक्साइड के चार मिलीलीटर के साथ नमूनों को एल्यूट करें।फिर, एल्यूशन ट्यूबों को हटा दें, और 40 डिग्री सेल्सियस पर पानी के स्नान में शुष्क नाइट्रोजन धारा के तहत वाष्पीकरण द्वारा एलुएट वॉल्यूम को 500 से 1, 000 माइक्रोलीटर तक कम करें। टैंडेम मास स्पेक्ट्रोमेट्री के साथ लक्षित तरल क्रोमेटोग्राफी के लिए, उच्च दबाव वाले तरल क्रोमेटोग्राफी नमूना शीशी में दो-मिलीमोलर अमोनियम एसीटेट बफर के 300 माइक्रोलीटर के साथ नमूना निकालने के 100 माइक्रोलीटर को पतला करें, और मानक वक्र, नमूनों से मिलकर एक विश्लेषणात्मक वर्कलिस्ट तैयार करें, और दौड़ने में वाद्य बहाव का आकलन करने के लिए मानक वक्र की एक अतिरिक्त दोहराने। ब्याज के लक्षित यौगिकों के लिए स्थापित मानक तरल क्रोमेटोग्राफी और बड़े पैमाने पर स्पेक्ट्रोमेट्री विधियों का उपयोग करके नमूनों का विश्लेषण करें।विश्लेषण के अंत में, विश्लेषण की एकाग्रता बनाम आंतरिक मानक के लिए एनालिटे के पीक क्षेत्र अनुपात का उपयोग करके मानक नमूनों से एक मानक वक्र उत्पन्न करें, और एकाग्रता भविष्यवाणी के लिए एक्स से अधिक भार के साथ एक चतुर्भुज प्रतिगमन फार्मूला उत्पन्न करें। प्रत्येक माप के लिए तैयार मानक घटता और क्षेत्र अनुपात का उपयोग कर प्रत्येक नमूने में लक्षित विश्लेषणों को मात्रा निर्धारित करें। यदि एकाग्रता अंशांकन सीमा से अधिक है, तो उचित आंतरिक मानक एकाग्रता के साथ नुकीला पानी के साथ मूल नमूने को पतला करें, और एकाग्रता को उचित सीमा में लाने के लिए फिर से निकालें।सामूहिक स्पेक्ट्रोमेट्री के साथ गैर-लक्षित तरल क्रोमेटोग्राफी के लिए, दो-मिलीमोलर अमोनियम एसीटेट बफर के 300 माइक्रोलीटर के साथ नमूना निकालने के 100 माइक्रोलीटर को उच्च दबाव वाले तरल क्रोमेटोग्राफी नमूना शीशी में पतला करें। प्रदर्शन के रूप में एक वर्कलिस्ट स्थापित करने के बाद, डेटा-निर्भर मोड में एक विस्तृत स्कैन के साथ तरल क्रोमेटोग्राफी-मास स्पेक्ट्रोमेट्री डेटा एकत्र करने के लिए इंस्ट्रूमेंट सॉफ्टवेयर का उपयोग करें। गैर-लक्षित डेटा प्रोसेसिंग के लिए, उपयुक्त आणविक सुविधा निष्कर्षण सॉफ्टवेयर पैकेज खोलें, और ऐड/निकालें नमूना फ़ाइलों का चयन करें और फ़ाइलें जोड़ें, और गैर-लक्षित प्रयोग से कच्चे डेटा का चयन करें।ओके पर क्लिक करें, और एक पूर्व-स्थापित विधि लोड करने या सॉफ्टवेयर सेटिंग्स को मैन्युअल रूप से संपादित करने के लिए बैच रिकर्सिव फीचर एक्सट्रैक्टेशन और ओपन मेथड का चयन करें। फ़िल्टरिंग के बाद शेष प्रत्येक सुविधा के लिए, सटीक द्रव्यमान और समग्र द्रव्यमान स्पेक्ट्रम से अनुमानित रासायनिक सूत्र उत्पन्न करें, और पर्यावरण संरक्षण एजेंसी कॉम्पटॉक्स केमिकल्स डैशबोर्ड बैच खोज उपकरण खोलें। संभावित रासायनिक संरचनाओं को वापस करने, पहचानकर्ता प्रकार का चयन करने और पहचानकर्ता की सूची को पहचानकर्ता बॉक्स में चिपकाने के लिए, संभावित रासायनिक सूत्रों या तटस्थ जनता की खोज करने के लिए।ड्रॉप-डाउन मेनू से संभावित मैचों के लिए वांछित डाउनलोड रासायनिक डेटा और किसी भी भौतिक, रासायनिक या विष विज्ञान डेटा का चयन करें। फिर, उपलब्ध मानकों का उपयोग कर संरचनाओं की पुष्टि करें और/या लक्षित उच्च संकल्प मिलकर सामूहिक स्पेक्ट्रोमेट्री डेटाबेस से स्पेक्ट्रा के खिलाफ टुकड़ों के मिलान, सिलिको सैद्धांतिक स्पेक्ट्रा, या मैनुअल क्यूरेशन में । कुल आयन क्रोमेटोग्राम और मापा रसायनों के लिए विशिष्ट रासायनिक संक्रमणों के निकाले गए आयन क्रोमेटोग्राम के लिए आयन क्रोमेटोग्राम के रूप में टैंडेम मास स्पेक्ट्रोमेट्री परिणामों के साथ मात्रात्मक तरल क्रोमेटोग्राफी प्रस्तुत की जाती है।एक रासायनिक संक्रमण का एकीकृत शिखर क्षेत्र यौगिक बहुतायत से संबंधित है और एक आंतरिक मानक के लिए सामान्यीकृत अंशांकन वक्र का उपयोग करके सटीक एकाग्रता की गणना करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। पूर्ण एमएस स्कैन का उपयोग करके गैर-लक्षित विश्लेषण नमूनों के लिए कुल आयन क्रोमाटोग्राम पैदा करता है, जो व्यक्तिगत आयनों के लिए निकाले गए आयन क्रोमेटोग्राम के तदर्थ उत्पादन की अनुमति देता है। पीएफएएस यौगिकों में फ्लोरीन परमाणुओं की प्रधानता के कारण नकारात्मक द्रव्यमान दोष होते हैं, और पॉलीफ्लोरिनेटेड यौगिकों में समरूप कार्बनिक सामग्रियों की तुलना में सकारात्मक लेकिन काफी छोटे द्रव्यमान दोष होते हैं।एक दूसरी विधि फ़िल्टरिंग कदम एक उपयुक्त सॉफ्टवेयर पैकेज का उपयोग करके पीएफएएस प्रजातियों के लिए आम इकाइयों को दोहराने वाली समरूप श्रृंखला की पहचान करना है। उच्च संकल्प एमएस डेटा से, एक या एक से अधिक ख्यात रासायनिक फार्मूले बड़े पैमाने पर स्पेक्ट्रम के आइसोटोपिक फिंगरप्रिंट के खिलाफ मिलान किया जा सकता है और रन बनाए । रासायनिक सूत्रों को और अधिक पुष्टि की जा सकती है, और कुछ संरचनात्मक जानकारी मिलकर बड़े पैमाने पर स्पेक्ट्रोमेट्री डेटा से जुटाने जा सकती है।इसके अलावा बड़े पैमाने पर स्पेक्ट्रोमेट्री प्रयोगों का उपयोग नए यौगिकों की पहचान की पुष्टि करने के लिए किया जा सकता है, और नमूना तुलना रसायनों की व्यापकता और सापेक्ष मात्रा के बारे में जानकारी दे सकती है। मात्रात्मक और गैर-लक्षित मापों को मान्य करने के लिए मैट्रिक्स के लिए उपयुक्त रिक्त स्थान और गुणवत्ता नियंत्रण नमूने होना बहुत महत्वपूर्ण है। दिखाया रणनीतियों unknowns की खोज और उनकी पहचान की भविष्यवाणी की अनुमति देकर PFAS के लिए पर्यावरण स्क्रीनिंग के लिए नया दृष्टिकोण बन गए हैं ।

Research

JoVE Journal

Environment

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