4.04.4.2 Fischaroma und Verunreinigungen
Zu den Anwendungen flüchtiger Extraktionstechniken gehörte die Entwicklung einer schnellen und einfachen Methode zur Bestimmung einiger Verunreinigungen, wie z.B. 2-Phenoxyethanol-Rückstände in Fischgewebe und Blutplasma48 , und die anschließende Verwendung der Methode zur Überwachung der Dynamik von 2-Phenoxyethanol-Rückständen in Fischen, die mit Anästhetika behandelt wurden.
Das 2-Phenoxyethanol (Ethylenglykolmonophenylether, C8H10O2) ist ein vielversprechendes Anästhetikum, das in der Fischerei und Aquakultur eingesetzt wird.
Ein neues Verfahren, das die Festphasenmikroextraktion (SPME) des Zielanalyten aus dem Probenraum und die anschließende Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS) verwendet, wurde entwickelt.48 Sowohl die Probenhandhabung, die auf einen maximalen Transfer von 2-Phenoxyethanol in den Kopfraum abzielt, als auch die SPME-GC-MS-Bedingungen wurden sorgfältig optimiert.
Für die Optimierung wurden verschiedene Probenaufbereitungs- und SPME-Bedingungen getestet.48
Die Gewebeproben von Fischen, die nicht gegenüber 2-Phenoxyethanol exponiert waren, wurden zur Entwicklung und Charakterisierung der SPME-Methode verwendet. Aufgestockte Proben ohne Matrixmodifikation wurden wie folgt vorbereitet: 5 μl Arbeitsstandards wurden zu 2 g gemahlenem Fischgewebe hinzugefügt, um eine endgültige Aufstockungskonzentration von 3-382 mg kg-1 zu erhalten.
Danach wurden mehrere alternative Matrixmodifikationen getestet: (I) 2 g entweder des aufgestockten Gewebes oder des Gewebes mit entstandenen Rückständen wurden in ein 10-ml-Headspace-Fläschchen (HS-Fläschchen) überführt, dem dann 2 ml Reinstwasser zugesetzt wurden; (II) 2 g des Gewebes mit entstandenen Rückständen wurden mit 2 g Natriumsulfat gemahlen; und (III) 2 g des Gewebes mit entstandenen Rückständen wurden mit 2 g Natriumsulfat gemahlen und dann in 3 ml Reinstwasser in ein 10-ml-HS-Fläschchen getaucht. Alle modifizierten Proben wurden vor der SPME-Analyse 20 Minuten lang kräftig geschüttelt.
Um die für die Analytextraktion effizienteste Faser zu ermitteln, wurden drei im Handel erhältliche SPME-Fasern (PA, PDMS/CAR/DVB und CW/DVB) mit unterschiedlicher Selektivität der stationären Phase bewertet. Ein (unmodifiziertes) Fischgewebe mit einem Gehalt von 33 mg kg-1 diente als Kontrolle in diesen Fasertestexperimenten.
Alle Extraktionen wurden unter den gleichen Bedingungen durchgeführt (60 min Sorption bei 30 °C). Unbefriedigende Ergebnisse der Extraktionseffizienz (basierend auf der Detektorreaktion, d.h. dem Vergleich des Signal-Rausch-Verhältnisses) wurden mit PA- und CWX/DVB-Fasern erzielt. Die gemischte PDMS/CAR/DVB-Faser lieferte die besten Ergebnisse und wurde daher in unseren nachfolgenden Experimenten verwendet.
Experimente, die sich auf die Dynamik der 2-Phenoxyethanol-Extraktion konzentrierten, wurden mit Extraktionszeiten von 5, 15, 30, 40 und 60 Minuten bei 30 °C durchgeführt. Die Experimente wurden mit Fischgewebeproben durchgeführt, die mit einer Konzentration von 1 mg kg-1 dotiert waren. Die Menge des extrahierten Analyten nahm im Laufe der Extraktionszeit kontinuierlich zu. Um den Probendurchsatz im Labor auf einem akzeptablen Niveau zu halten, wurde keine weitere Erhöhung der Extraktionszeit in Betracht gezogen. Für weitere Analysen wurde eine Extraktionszeit von 60 Minuten gewählt.
Unter Verwendung einer Divinylbenzol/Carboxen/Polydimethylsiloxan (PDMS/CAR/DVB)-Faser für eine 60-minütige Probenvorbereitung bei 30 °C und einem Ionenfallen-Detektor, der im MS/MS-Modus betrieben wird, erzielten Klimancova et al.48 Nachweis- (LOD) und Bestimmungsgrenzen (LOQ) von 0,03 bzw. 0,1 mg kg-1 der Probe. Die Methode war in einem Bereich von 0,1-250 mg kg-1 linear, und je nach Probenmatrix und Aufstockung wurde eine Wiederholbarkeit (ausgedrückt als relative Standardabweichung) zwischen 3 und 11 % erzielt.48
Organische Quecksilberverbindungen, von denen Methylquecksilber am häufigsten vorkommt, sind aufgrund ihrer erhöhten Toxizität von besonderer Bedeutung. Als Reaktion auf die wachsende Nachfrage wurden in den letzten zehn Jahren mehrere Analyseverfahren zur Spezifizierung von Organometallverbindungen in biologischen Proben entwickelt.
In jüngster Zeit hat sich die Festphasenmikroextraktion (SPME) zu einer weit verbreiteten lösungsmittelfreien Technik für die GC-Bestimmung von Organometallen entwickelt. SPME bietet nicht nur die Möglichkeit eines schnellen, lösungsmittelfreien, integrierten Probenextraktions-/Probeneinführungssystems, sondern kann auch eine bessere Analytenvorkonzentration als Flüssig-Flüssig-Extraktionstechniken (LLE) bieten. Darüber hinaus kann bei Anwendung der Headspace (HS)-Probenaufbereitungstechnik auch eine Matrixtrennung auf der Grundlage der Volatilitätsunterschiede zwischen dem Analyten und anderen in der Probenlösung vorhandenen Verbindungen durchgeführt werden. Es ist jedoch anzumerken, dass andere integrierte lösungsmittelfreie Extraktions- und Anreicherungsmethoden, d. h. solche, die die Purge-and-Trap-Technik oder die Rührstabsorptionsextraktion (SBSE) anwenden, ebenfalls attraktive Alternativen zur SPME für verschiedene metallorganische Bestimmungen sind.
Eine kosteneffiziente Analysemethode (SPME-GC-Pyrolyse-AFS-System) für die Bestimmung von MeHg in typischen Proben von Meeresfrüchten wurde vorgeschlagen.49 Die Studie konzentrierte sich auf die Untersuchung der Modifikationen, die für etablierte Methoden mit alkalischem Aufschluss erforderlich sind, um die Phenylierung in wässriger Phase und die SPME-Probenvorbereitung für die Analyse von Lebensmittelproben mit komplexen Matrices, die MeHg im Bereich von 100 ng g-1 enthalten, zu nutzen.
Probenvorbereitungsverfahren: 250 mg der gefriergetrockneten und gemahlenen Probe oder des zertifizierten Referenzmaterials (CRM) wurden genau in ein 30-ml-Glasfläschchen eingewogen und 5-6 ml 25 % (w/v) KOH in Methanol oder 18 % (w/v) NaOH in Methanol (beide 4,5 M) hinzugefügt. Das Fläschchen wurde dann mit einer PTFE-ausgekleideten Schraubkappe verschlossen und für 3 Stunden bei 75 °C in ein Ultraschallbad gestellt. Nachdem das Fläschchen auf Raumtemperatur abgekühlt war, variierte das Verfahren je nach MeHg-Gehalt der Probe. Bei Proben mit hohem Gehalt (einige μg-1 MeHg, bezogen auf das Trockengewicht) wurde der gesamte Aufschluss gründlich in einen 50-ml-Messkolben gespült. Von dieser Lösung wurde 1 ml in einen 10-ml-Messkolben pipettiert.
Wenn die Standardadditionsmethode verwendet werden sollte, wurde der Lösung ebenfalls 1 ml wässriger MeHgCl-Standard zugesetzt, bevor sie auf das Nennvolumen verdünnt wurde. Die Standardzugabemengen entsprachen dem 1-fachen, 2-fachen oder 4-fachen der erwarteten Analytkonzentration der Probenlösung.
Bei Proben mit geringem Gehalt (die nur etwa 100 ng g-1 MeHg oder weniger enthielten) wurde der Aufschluss nach dem Abkühlen des Fläschchens auf Raumtemperatur einige Sekunden lang geschüttelt, und dann wurden 5 ml in ein 6-ml-Glaszentrifugengefäß pipettiert. Die Lösung wurde 15 Minuten lang bei 4100 g und 20 °C zentrifugiert. Vom Überstand wurde 1 ml in einen 10-ml-Messkolben überführt und die Standardadditionsmethode wie oben beschrieben durchgeführt.
In beiden Fällen wurde 1 ml der 10 ml verdünnten (und aufgestockten) Lösungen in 30-ml-Glasfläschchen pipettiert, die jeweils 10 ml eines 1 M, pH = 5 Acetatpuffers enthalten. Dann wurde ein sauberer PTFE-beschichteter Rührstab in das Fläschchen gelegt. Schließlich wurde 1 ml frisch zubereitetes 1%iges NaBPh4 zugegeben und das Fläschchen sofort mit einem Schraubverschluss mit PTFE-beschichtetem Gummiseptum verschlossen. Das Fläschchen wurde auf eine Magnetrührplatte gestellt, und unter kräftigem Rühren (700 U/min) wurde die SPME-Extraktion im Kopfraum durchgeführt. Die Faser war mit einem 100-μm-Film aus Poly(dimethylsiloxan) (PDMS) beschichtet. Nach der Extraktion wurde die Faser in den beheizten Einlass des GC für die thermische Desorption und die Pyrolyse-AFS-Bestimmung eingeführt.
Der Gesamt-Hg-Gehalt der Proben wurde mit dem direkten Quecksilber unter Verwendung von 100 mg fester Probe und externer Kalibrierung bestimmt.49
Eine weitere Technik für die Bestimmung von Methylquecksilber in Fischgewebe, bestehend aus einem GC-ICP-MS-System mit einer SPME (PDMS)-Technik für die Extraktion des Analyten, wurde vorgeschlagen.41
Probenvorbereitung: 0,25 g der Probe mit einer angemessenen Menge an angereichertem MM198 Hg-Spike und 20 ml einer 25%igen (m/v) methanolischen KOH-Lösung wurden 5 h lang geschüttelt und dann bis zur Analyse bei 4 °C gelagert. Zur Quantifizierung der Konzentration des angereicherten MM198-Hg-Spikes wurden sechs Reverse-Spike-Isotopenverdünnungs-Kalibrierproben hergestellt. Ein 0,200-ml-Volumen der angereicherten MM198-Hg-Spike-Lösung und 0,240-ml der 2,042 μg ml-1 (oder 1,993 mg ml-1) natürlichen mmHg-Häufigkeitslösung wurden genau in ein Fläschchen pipettiert und mit Methanol auf 10 ml verdünnt. Für die SPME-Headspace-Probenvorbereitung wurde nur ein 100-ml-Volumen der Digest- oder Reverse-Spike-Isotopenverdünnungs-Kalibrierungsprobe (aufgrund der hohen Empfindlichkeit der SPME-GC-ICP-MS) in ein 50-ml-Glasfläschchen zur Quantifizierung überführt.
Nach der Zugabe von 20 ml 1 mol l-1 NaAc-Pufferlösung und 1 ml 1% NaBPr4 wurde das Fläschchen mit einem PTFE-beschichteten Silikongummiseptum verschlossen. Die SPME-Nadel wurde durch das Septum eingeführt, und die Headspace-Probenvorbereitung wurde 10 Minuten lang durchgeführt. Während der Extraktion wurde die Lösung mit einem teflonbeschichteten Magnetrührer kräftig gerührt. Der gesammelte Analyt wurde dann von der SPME-Faser auf die GC-Säule desorbiert.41