Éléments clés
- La désactivation TriMax extrêmement efficace des colonnes GC, produit un circuit d’échantillon exceptionnellement inerte pour les composés acides, basiques et neutres.
- L’inertie maximale se traduit par une sensibilité optimale pour une large gamme de composés semi-volatils difficiles à analyser.
- Par rapport à une colonne premium concurrente, la colonne RMX-5Sil MS a permis d’obtenir une MDL plus basse pour 60 % et une LLOQ plus basse pour 63 % des 52 composés testés.
Résumé
Cette étude examine l’impact de la désactivation de colonne GC sur l’abaissement des limites de détection pour l’analyse des composés semi-volatils par GC-MS/MS. Les MDL et LLOQ obtenues avec une colonne RMX-5Sil MS se sont révélées nettement plus basses pour environ deux tiers des composés testés, par rapport à une colonne premium concurrente.La désactivation efficace des colonnes RMX-5Sil MS a permis d’atteindre une meilleure sensibilité pour une large gamme de compositions chimiques.
Introduction
La quantification précise des composés organiques semi-volatils à l’état de traces dans les matrices environnementales est essentielle pour évaluer la contamination, assurer la conformité réglementaire et estimer les risques pour la santé humaine et l’environnement. La GC-MS/MS constitue une technique de référence pour abaisser les limites de détection et de quantification des composés semi-volatils, grâce à sa sélectivité et à sa sensibilité élevées. Une sensibilité accrue permet aux laboratoires d’adopter des méthodes de préparation d’échantillons alternatives, réduisant les volumes d’extraction et, par conséquent, la consommation de solvants chlorés. La sensibilité d’une méthode se caractérise généralement par deux paramètres clés : la limite de détection de la méthode (MDL) et la limite inférieure de quantification (LLOQ). La MDL correspond à la concentration la plus basse pouvant être distinguée des résultats du blanc de méthode et mesurée avec un niveau de confiance de 99 %. La LLOQ, quant à elle, définit la concentration la plus basse à laquelle un laboratoire démontre qu’un analyte peut être quantifié avec une exactitude et une précision acceptables.
Abaisser la MDL et la LLOQ dans les méthodes GC-MS/MS pour l’analyse des semi-volatils nécessite d’optimiser de nombreux facteurs notamment la préparation des échantillons, les techniques d’injection, les conditions chromatographiques ainsi que les paramètres du spectromètre de masse.
L’inertie du circuit de l’échantillon joue également un rôle déterminant dans l’abaissement de ces limites. Les fabricants de colonnes GC utilisent différents procédés de désactivation afin de rendre la surface de la colonne plus inerte et de limiter les interactions susceptibles de diminuer la sensibilité analytique, en particulier la dégradation de la forme de pics. Toutefois, les désactivations classiques restent généralement plus efficaces pour certaines classes de composés que pour d’autres. Restek a développé la désactivation TriMax de nouvelle génération, utilisée sur l’ensemble des colonnes RMX, qui confère à la surface une inertie exceptionnelle, efficace sur une large gamme de compositions chimiques de composés semi-volatils.
Cette étude compare les limites de détection et de quantification pouvant être atteintes avec une colonne RMX-5Sil MS et une colonne premium d’un autre fabricant, en évaluant les niveaux de MDL et de LLOQ. Les essais ont été réalisés à partir d’étalons préparés dans un solvant plutôt que dans une matrice, afin d’évaluer spécifiquement la performance de la colonne, indépendamment des effets liés liés à la préparation des échantillons.
Méthode expérimentale
Préparation des étalons et des échantillons
Les étalons d’étalonnage ont été préparés dans du chlorure de méthylène aux concentrations suivantes : 0,5, 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200, 500, 1000, 2000 et 5000 ppb. Pour les deux colonnes, les courbes d’étalonnage ont été réalisées le premier jour, avec des injections en triplicat des étalons ayant une concentration allant de 0,5 à 100 ppb. La plage linéaire de la courbe d’étalonnage a été déterminée pour chaque composé semi-volatil en fonction de sa réponse analytique. Les jours 2 et 3, de nouveaux étalons de 0,5 à 100 ppb ont été préparés puis injectés en triplicat afin de déterminer la MDL et la LLOQ de chaque composé semi-volatil sur chacune des colonnes évaluées.
Conditions analytiques d’analyse par GC-MS/MS
Les échantillons ont été analysés sur une colonne RMX-5Sil MS et sur une colonne premium concurrente, toutes deux de dimensions 30 m, DI 0,25 mm, 0,25 µm. Les analyses des composés voltails ont été réalisés à l’aide d’un GC Thermo TRACE 1310 couplé à un spectromètre de masse TSQ 8000,selon les conditions ci-dessous.
Volume d’injection : 1 µL
Insert : insert d’injection Topaz Precision 4 mm avec laine (réf. 23267)
I’injecteur : température d’injection 280 °C ; split 10:1 ; débit 1,2 mL/min
Gaz vecteur : hélium
Programme de la température du four : 40 °C (maintien 1 min) à 280 °C à 12 °C/min puis à 310 °C à 3 °C/min
Détecteur : MS/MS ; mode SRM ; température de la ligne de transfert 280 °C ; température de la source à 330 °C (voir le chromatogramme pour les transitions SRM)
Évaluation de la qualité des données
Les MDL ont été calculées pour chaque composé, sur chaque colonne, en multipliant l’écart-type de la concentration recalculée à son point d’étalonnage le plus bas par t = 2,896 (n = 9). La LLOQ a été déterminée à partir des mêmes échantillons et correspond au point d’étalonnage le plus bas présentant un taux de récupération compris entre 80 et 120 % (ou le taux de récupération le plus proche disponible) pour chaque composé semi-volatil, sur chaque colonne.
Résultats et discussion
La MDL était plus basse sur la colonne RMX-5Sil MS pour 60 % (31/52) des composés évalués (Tableau I, Figure 1). De même, la LLOQ était plus basse sur la colonne RMX-5Sil MS pour 63 % (33/52) des analytes ciblés (Tableau I, Figure 2). Les résultats de chaque composé sont présentés dans le Tableau II. Des valeurs de MDL et de LLOQ plus basses traduisent une sensibilité accrue avec la colonne RMX-5Sil MS. Cette amélioration peut être attribuée à l’inertie supérieure obtenue grâce à la nouvelle technologie de désactivation de surface de Restek. Il est important de noter que des limites de détection plus basses ont été obtenues pour une large gamme de classes de composés, incluant les semi-volatils acides, basiques et neutres, avec la colonne RMX-5Sil MS.
Tableau I : Dans l’ensemble, les colonnes RMX-5Sil MS, hautement inertes, ont produit des LLOQ et des MDL plus basses pour un plus grand nombre de composés qu’une colonne premium concurrente. Elles permettent d’atteindre des limites de détection plus basses pour l’analyse des composés semi-volatils.
| LLOQ (ppb) | LLOQ (ppb) | LLOQ (ppb) | MDL (ppb | MDL (ppb) | MDL (ppb | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Colonne | Moyenne | Min | Max | RMX-5Sil offre les meilleures performances | Moyenne | Min | Max | RMX-5Sil offre les meilleures performances |
| RMX-5Sil MS | 14 | 1 | 100 | 33/52 composés (63%) | 1 | 0.1 | 14 | 31/52 composés (60%) |
| Colonne premium concurrente | 19 | 1 | 100 | 2 | 0.1 | 51 |
Tableeau II : Résultats de LLOQ et de MDL pour chaque composé semi-volatil
| RMX-5Sil MS | RMX-5Sil MS | Colonne premium concurrente | Colonne premium concurrente | |
| Composé | LLOQ | MDL | LLOQ | MDL |
| Acenaphthylene | 5 | 0.42 | 100 | 0.60 |
| Phenol | 2 | 0.45 | 20 | 0.27 |
| 4-Nitroaniline | 2 | 0.22 | 20 | 0.43 |
| 2,4-Dimethylphenol | 5 | 0.33 | 20 | 0.30 |
| 2-Nitrophenol | 5 | 0.84 | 20 | 0.51 |
| 2-Methylphenol | 5 | 0.84 | 20 | 2.37 |
| Aniline | 5 | 0.67 | 20 | 0.43 |
| Diphenylamine | 5 | 0.74 | 20 | 0.85 |
| Benz[a]anthracene | 5 | 0.29 | 20 | 0.49 |
| 2-Fluorobiphenyl | 5 | 0.20 | 20 | 0.30 |
| 2-Methylnaphthalene | 5 | 0.15 | 20 | 0.32 |
| Benzo[ghi]perylene | 5 | 0.39 | 20 | 0.08 |
| Phenanthrene | 5 | 0.19 | 20 | 0.15 |
| 4-Nitrophenol | 10 | 1.38 | 20 | 1.31 |
| 3-Nitroaniline | 10 | 1.40 | 20 | 1.33 |
| 3,3′-Dichlorobenzidine | 10 | 1.37 | 20 | 1.76 |
| N-Nitrosodimethylamine | 10 | 0.63 | 20 | 0.53 |
| Nitrobenzene-d5 | 10 | 0.13 | 20 | .74 |
| Acenaphthene | 10 | 0.93 | 20 | 1.53 |
| Benzo[b]fluoranthene | 10 | 0.71 | 20 | 1.31 |
| Benzo[k]fluoranthene | 10 | 0.67 | 20 | 2.65 |
| Benzo[a]pyrene | 10 | 1.08 | 20 | 2.63 |
| Fluorene | 10 | 0.48 | 20 | 1.54 |
| 2,4,6-Trichlorophenol | 1 | 0.40 | 10 | 0.16 |
| 2,6-Dichlorophenol | 2 | 0.30 | 10 | 0.21 |
| p-Terphenyl-d14 | 2 | 0.30 | 10 | 0.36 |
| 2,4,5-Trichlorophenol | 5 | 0.92 | 10 | 0.33 |
| 2,3,4,6-Tetrachlorophenol | 5 | 1.52 | 10 | 1.48 |
| 4-Chloro-3-methylphenol | 5 | 0.06 | 10 | 0.21 |
| Pentachlorophenol | 5 | 0.18 | 10 | 0.93 |
| 4-Chloroaniline | 5 | 0.55 | 10 | 0.32 |
| o-Nitroaniline | 5 | 0.49 | 10 | 0.36 |
| 1-Methylnaphthalene | 1 | 0.13 | 2 | 0.05 |
| 2-Chlorophenol | 1 | 0.55 | 1 | 0.47 |
| 2,4,6-Tribromophenol | 20 | 1.79 | 20 | 3.79 |
| 2,4-Dichlorophenol | 1 | 0.32 | 1 | 0.41 |
| 2,4-Dinitrophenol | 20 | 1.94 | 20 | 2.34 |
| 2-Fluorophenol | 1 | 0.20 | 1 | 0.20 |
| 3- and 4-Methylphenol | 20 | 0.59 | 20 | 0.69 |
| Benzoic acid | 100 | 14.47 | 100 | 50.54 |
| Phenol-d6 | 1 | 0.29 | 1 | 0.32 |
| Benzidine | 100 | 0.89 | 100 | 0.97 |
| Chrysene | 5 | 0.30 | 5 | 0.23 |
| Pyrene | 5 | 103 | 5 | 0.10 |
| Dibenz[a,h]anthracene | 20 | 1.06 | 20 | 2.58 |
| Indeno[1,2,3-cd]pyrene | 20 | 0.59 | 20 | 1.81 |
| Naphthalene | 1 | 0.18 | 1 | 0.35 |
| Fluoranthene | 20 | 0.16 | 20 | 0.80 |
| Anthracene | 5 | 0.86 | 1 | 0.45 |
| 4,6-Dinitro-2-methylphenol | 50 | 1.59 | 10 | 1.80 |
| Dinoseb | 50 | 2.23 | 10 | 3.39 |
| Pyridine | 100 | 7.73 | 20 | 11.39 |
Conclusion
Un circuit d’échantillon inerte permet d’atteindre des limites de détection plus basses pour l’analyse des semi-volatils, en tirant pleinement parti de la sensibilité élevée des instruments GC-MS/MS. Les travaux présentés ici montrent que les colonnes RMX-5Sil MS, dotée d’une inertie exceptionnelle, offrent une sensibilité supérieure à celle d’une colonne premium concurrente. L’évaluation de la MDL et de la LLOQ a montré que des limites de détection et de quantification plus basses pouvaient être obtenues pour une large gamme de compositions chimiques avec la colonne RMX-5Sil MS.
Produits Mentionnés
Auteurs
Notes d’application
Comprehensive Trace-Level GC-MS/MS Semivolatiles Method (EPA Method 8270E)
Notes d’application
Trace-Level Semivolatiles Analysis: An Evaluation of the RMX-5Sil MS Column
