Могут ли виалы и септы становиться источником загрязнения в следовом анализе?

В следовом анализе LC-MS и GC-MS загрязнение часто обсуждается применительно к растворителям, подвижным фазам, линиям прибора и подготовке проб. Виалы, крышки и септы иногда рассматриваются как пассивные контейнеры. На практике они являются частью аналитической системы. Проба контактирует со стеклом, материалом крышки, прокладкой септы, клеевым слоем и паровой фазой от минут до дней. При следовых концентрациях экстрагируемые вещества из этих материалов могут давать фоновые пики, подавлять ионизацию, создавать ложноположительные результаты или увеличивать пределы обнаружения методики. Для анализа PFAS и нитрозаминов, где целевые концентрации могут находиться в диапазоне низких нг/л или низких ppb, качество виалы и септы может определять, соответствует ли методика критериям приемлемости.

В этой статье рассматривается, как стекло виал, септы и крышки способствуют загрязнению, что выщелачивается из распространенных материалов септ, почему сертифицированные или сверхчистые виалы важны для PFAS и нитрозаминов и как контролировать загрязнение с помощью холостых проб, выбора виал и хранения.

Как виалы, септы и крышки создают фоновое загрязнение

Виала не является инертным сосудом. Это небольшая среда для экстракции. Проба контактирует с внутренней поверхностью стекла, септой или прокладкой, крышкой и паровой фазой. Растворитель, pH, температура и время контакта влияют на то, что мигрирует в пробу. Иглы автодозатора многократно прокалывают септу, создавая частицы и обнажая свежие поверхности эластомера. Таким образом, каждая инжекция может вносить новые экстрагируемые вещества.

Поверхность стеклянной виалы

Стекло, как правило, содержит меньше органических экстрагируемых веществ, чем эластомеры, но оно не свободно от загрязнения. Стекло типа I из боросиликата предпочтительно для следового анализа, поскольку оно содержит меньше экстрагируемых щелочных и щелочноземельных элементов, чем натрий-кальциевое стекло. Тем не менее стекло может выделять ионы металлов, бор, кремний и остатки от производства, мойки или упаковки. В LC-MS ионы металлов могут образовывать аддукты или изменять ионизацию. В GC-MS активные поверхности стекла могут вызывать адсорбцию, хвостовые пики и перенос полярных или основных аналитов.

Для анализа PFAS стекло представляет другую проблему. Анионные PFAS могут адсорбироваться на поверхностях стекла, что приводит к низкому извлечению. Стекло также может нести загрязнение PFAS от производства, очистки или хранения. Дезактивированное или силанизированное стекло может снизить адсорбцию для некоторых аналитов, но сам слой дезактивации может быть источником экстрагируемых веществ. Выбор материала должен быть валидирован для конкретного аналита и методики.

Септы, прокладки и крышки

Септы обычно являются наиболее загрязняющим компонентом виалы в сборе. Они изготовлены из эластомеров, в состав которых входят базовые полимеры, наполнители, пластификаторы, антиоксиданты, отвердители, пигменты и технологические добавки. Эти добавки могут мигрировать в пробу. Прокол создает частицы и увеличивает площадь поверхности, доступную для экстракции. Нагрев и органические растворители ускоряют выщелачивание.

Септы с ПТФЭ-покрытием часто используются для уменьшения контакта пробы с силиконом. Однако ПТФЭ-покрытие не устраняет загрязнение. Край и нижняя сторона септы все еще могут контактировать с пробой или паровой фазой. Сам ПТФЭ может содержать остаточные технологические добавки, фторсодержащие соединения или PFAS. Для анализа PFAS фторполимерные компоненты, как правило, избегают, если они не были специально квалифицированы как низкофоновые.

Крышки также вносят свой вклад. Полипропиленовые крышки могут содержать скользящие добавки, антиоксиданты, красители и остатки смазки для формы. Крышки с приклеенной септой используют клеи, которые могут выщелачиваться в пробу. Свободные прокладки могут плохо прилегать, позволяя пробе контактировать с крышкой или протекать в паровую фазу. Предварительно собранные крышки с валидированными прокладками снижают вариабельность.

Паровая фаза и эффекты прокола

Летучие аналиты могут переходить в септу во время хранения. Затем септа может выделять их при последующих инжекциях или при изменении температуры. Это особенно актуально для летучих нитрозаминов и других целей GC-MS. Повторный прокол может истирать септу, образуя частицы, которые попадают в пробу или в порт ввода. Игла, проходящая через загрязненную септу, может переносить остатки в следующую виалу. Таким образом, загрязнение не всегда является простым выщелачиванием из одной виалы; это может быть процесс переноса по всей последовательности автодозатора.

Экстрагируемые вещества из распространенных материалов септ

Силикон

Силиконовые септы обычно основаны на полидиметилсилоксане. Они гибкие и хорошо восстанавливают форму, но выделяют циклические и линейные силоксаны. Распространенные фоновые ионы GC-MS от силоксанов включают m/z 73, 147, 207 и 281. Они могут повышать базовую линию, создавать посторонние пики и мешать идентификации аналитов. В LC-MS экстрагируемые вещества силикона могут вызывать подавление ионизации или образование аддуктов. Также могут присутствовать отвердители, катализаторы и остаточные растворители. Силикон не является автоматически подходящим для следового анализа; вариабельность от партии к партии может быть значительной.

PTFE

PTFE химически инертен и термически стабилен, что делает его полезным в качестве барьерной прокладки. Однако PTFE является фторполимером и может содержать остаточные PFAS или фторсодержащие технологические добавки. В рабочих процессах PFAS септы и крышки с ПТФЭ-покрытием являются признанным риском. При повышенных температурах PTFE может выделять фторсодержащие соединения. ПТФЭ-прокладка снижает воздействие силикона, но не гарантирует отсутствие PFAS в виале. Для анализа нитрозаминов PTFE, как правило, менее проблематичен, чем резина, но его все равно следует проверять по партиям, когда требуются низкие пределы обнаружения.

Резина и другие эластомеры

Натуральный каучук, бутилкаучук, нитрильный каучук и EPDM используются в некоторых укупорочных средствах и септах. Эти материалы содержат ускорители вулканизации, антиоксиданты, пластификаторы и серные соединения. Они могут выделять амины, тиазолы, сульфенамиды, тиурамы, фталаты и другие добавки. Для анализа нитрозаминов резина является материалом высокого риска, поскольку нитрозамины или их предшественники могут присутствовать в эластомере или образовываться при обработке. Резина также может выделять серные соединения, которые мешают обнаружению GC-MS. Для следового органического анализа резиновых септ, как правило, следует избегать, если партия не была специально квалифицирована.

Клеи и материалы крышек

Прокладки септ с приклеенной септой используют клеи. Эти клеи могут выщелачиваться в пробу, особенно с агрессивными растворителями или при повышенных температурах автодозатора. Полипропиленовые крышки могут содержать скользящие добавки, антиоксиданты и красители. Даже цвет крышки может иметь значение; некоторые пигменты содержат металлокомплексы или органические остатки. Для сверхследовой работы используйте бесцветные или естественно окрашенные крышки из квалифицированной партии.

Почему сертифицированные и сверхчистые виалы важны для анализа PFAS и нитрозаминов

PFAS и нитрозамины — это два класса аналитов, где загрязнение виалы особенно критично. Методики PFAS часто нацелены на низкие концентрации нг/л в пробах окружающей среды, пищевых продуктов или биологических проб. Нитрозамины регулируются на уровне низких ppb или ниже в фармацевтических препаратах и других матрицах. На этих уровнях небольшое количество выщелачиваемых PFAS или нитрозаминов может дать ложноположительный результат или не пройти критерий приемлемости холостой пробы.

Сертифицированные или сверхчистые виалы снижают этот риск путем контроля сырья, условий производства, очистки и упаковки. Производители могут тестировать партии на целевые аналиты методом LC-MS/MS или GC-MS и предоставлять сертификаты анализа для конкретной партии. Это не делает виалу постоянно чистой. Это означает, что партия была квалифицирована по определенному порогу фона. Пользователь все равно должен проверить характеристики в своей методике.

Для анализа PFAS выбор виалы должен избегать фторполимеров. Септы и крышки с ПТФЭ-покрытием, как правило, избегают. Полипропиленовые виалы часто используются, поскольку стекло может адсорбировать анионные PFAS, но не весь полипропилен содержит мало PFAS. Материал должен быть квалифицирован. Стеклянные виалы могут быть приемлемы для некоторых методик PFAS, если адсорбция контролируется, а партия проверена на низкий фон. Ключевым является тестирование как извлечения, так и фона.

Для анализа нитрозаминов резиновые септы являются серьезной проблемой. Используйте стеклянные виалы с укупорочными средствами, квалифицированными на низкий фон нитрозаминов. Силикон может выделять силоксаны, которые мешают GC-MS, поэтому выбор прокладки должен быть валидирован. Летучие нитрозамины могут сорбироваться в септы и затем выделяться, поэтому минимизируйте паровую фазу и время хранения. Сертифицированные виалы не заменяют холостые пробы, но они снижают один из основных источников вариабельности.

Практический контрольный список по контролю загрязнения

Холостые пробы и проверки системы

Выполняйте несколько типов холостых проб: холостая проба растворителя, холостая проба методики, холостая проба виалы и холостая проба инжекции. Холостая проба виалы готовится путем помещения растворителя в виалу из той же партии, укупоривания, хранения в тех же условиях, что и пробы, и инжекции. Это позволяет выявить загрязнение от виалы в сборе, а не от растворителя или прибора.

Запускайте холостую пробу после стандартов с высокой концентрацией для проверки переноса. Если появляется загрязнение, изолируйте источник, заменяя по одному компоненту за раз: виала, септа, крышка, игла, шприц, растворитель и промывка автодозатора. В GC-MS сбор полного сканирования может помочь идентифицировать силоксаны, фталаты и серные соединения. В LC-MS контролируйте целевые переходы и распространенные фоновые ионы.

Выбор виал и септ

Выбирайте виалы на основе аналита и методики. Для PFAS избегайте PTFE и других фторполимеров, если они специально не квалифицированы. Используйте сертифицированные виалы и укупорочные средства с низким содержанием PFAS. Проверьте, что дает лучшее извлечение для целевых PFAS — стекло или полипропилен. Для нитрозаминов избегайте резиновых эластомеров. Используйте укупорочные средства с инертными прокладками и низким фоном нитрозаминов. Предварительно собранные крышки снижают вариабельность обращения. Не используйте виалы или септы повторно.

Соответствуйте размер виалы объему пробы, чтобы минимизировать паровую фазу. Используйте правильное обжимное или винтовое уплотнение для автодозатора. Обращайтесь с виалами в чистых перчатках и избегайте касания внутренних поверхностей или поверхности септы. Пыльные перчатки могут вносить частицы.

Хранение и обращение

Держите виалы в оригинальной упаковке до использования. Храните их вдали от растворителей, вытяжных вентиляций, пыли и флуоресцентного освещения, если аналиты светочувствительны. Избегайте маркировки этикеток непосредственно над септой или крышкой, где растворитель может просачиваться. Используйте чистые лотки для виал и избегайте пенополистирола, если он может выделять частицы.

Готовьте пробы в чистой зоне. Используйте растворители класса LC-MS или GC-MS. Избегайте моющих средств, которые могут содержать поверхностно-активные вещества и PFAS. Анализируйте пробы promptly. Если хранение необходимо, охлаждайте при валидированной температуре и документируйте время выдержки. Проверяйте целостность уплотнения перед инжекцией. Неплотная крышка может позволить пробе контактировать с материалом крышки или протечь в автодозатор.

Квалификация партий и документация

Записывайте номера партий виал, септ и крышек. Запускайте холостую пробу партии перед использованием новой партии для критической работы. Храните сертификаты анализа и данные внутренней квалификации. При возникновении загрязнения отслеживание партий позволяет быстро изолировать проблему. Обучайте персонал обращению и хранению. Контроль загрязнения — это процесс, а не единичный выбор продукта.

Заключение

Виалы и септы могут становиться источниками загрязнения в следовом анализе LC-MS и GC-MS. Стекло может выделять неорганические остатки и адсорбировать аналиты. Септы и крышки могут выщелачивать силоксаны, пластификаторы, амины, нитрозамины, PFAS и другие экстрагируемые вещества. Прокол и разделение в паровой фазе добавляют дополнительный риск. Для анализа PFAS и нитрозаминов сертифицированные или сверхчистые виалы снижают фон и вариабельность от партии к партии, но они должны сочетаться с мониторингом холостых проб, соответствующим выбором материалов и контролируемым хранением. Рассматривайте виалу в сборе как часть аналитической методики и квалифицируйте ее с той же строгостью, что и растворители и расходные материалы для прибора.