Autora invitada: Grace Guo, especialista técnica en Phenomenex
Se despierta a las 6:00 a. m. y se siente un poco deshidratado. Por lo tanto, va a la cocina, toma su taza y se sirve un poco de agua del grifo. Pero espere, ¿confía realmente en que está bebiendo agua? Sin saberlo, podría estar ingiriendo algo que nunca volverá a salir de su cuerpo. Se halló que las sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas (Per- and polyfluorinated alkyl substances, PFAS), que se creían inertes y no tóxicas, se usan ampliamente en surfactantes, espumas para apagar incendios y en productos comerciales como sartenes antiadherentes, envasados alimentarios y prendas de exterior.
Sin embargo, estas sustancias químicas son muy persistentes en el ambiente y no se descomponen en el organismo. Tienden a bioacumularse en organismos y han sido vinculadas a efectos médicos perjudiciales. Y la exposición a estas sustancias químicas hechas por el hombre, de las que nunca escuchó hasta hace poco, es más frecuente de lo que podría pensar. De hecho, la mayoría de nosotros o probablemente todos tenemos pequeñas cantidades en nuestros torrentes sanguíneos. Comer verduras que se cultivan en tierra contaminada con PFAS, cocinar alimentos con una sartén antiadherente, envasar los restos en una caja resistente a la grasa, son todas fuentes de exposición. En realidad, estas sustancias químicas han existido desde la década de los 30 y se han diseminado en pequeñas cantidades por todo el mundo. Las fuentes de agua potable están entre las más críticas, en especial cerca de lugares contaminados que cuentan potencialmente con la exposición más abundante, tal como se presentó en la reciente película, El precio de la verdad: Dark Waters. La película relata el encubrimiento y la exposición a los desechos de estas sustancias químicas en fuentes que alcanzaron el agua potable y que provocaron muertes en una ciudad de Virginia Occidental producto de la exposición crónica a niveles altos. No he visto la película aún pero mis amigos químicos analíticos ambientales dicen que es bastante buena; no tenía mucho de ciencia pero lo que contenía era preciso.
Entre las PFAS, el sulfonato de perfluorooctano (PFOS) y el ácido perfluorooctanoico (PFOA) son los compuestos mejores estudiados. Pero hay literalmente miles de compuestos de PFAS y su caracterización analítica es importante para la toxicología, la descontaminación, las fuentes de contaminación ambiental y la seguridad del agua potable.
Por lo tanto, estudiemos más de cerca algunas de las técnicas analíticas que los científicos usan para investigarlos.
El 19 de diciembre de 2019, la Agencia de Protección Ambiental (Environmental Protection Agency, EPA) hizo oficial el método más reciente para sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas (PFAS) en agua potable, Método 533 de la EPA.
Este nuevo suplemento se enfoca en PFAS de cadena corta e incorpora una dilución isotópica para minimizar la interferencia de la matriz de la muestra. También incluye compuestos asociados con material fluorado GenX, F-53B y ADONA de reemplazo más nuevo.
Algunos de los desafíos de rutina con los métodos analíticos para las PFAS son que la recuperación y la retención de algunos de los ácidos de cadena corta están manteniendo la selectividad a través de los isómeros de cadena media y ramificados prominentes de interés. Los cartuchos de extracción en fase sólida poliméricos de modo mixto Strata X-AW (8B-S038-HCH) llevan a cabo el primero y las columnas Gemini C18 HPLC (00B-4439-B0) abordan el último; se emplearon ambos durante el desarrollo del método y la validación multilaboratorio. La base híbrida de sílice y polímero de los rellenos Gemini da como resultado un medio estable y resistente a pH que tiene un área de superficie alta para mejorar la retención y sensibilidad de los compuestos de PFAS de cadena corta más polares, como PFBA y aún mantiene la selectividad y la resolución de los isómeros ramificados prominentes de PFHxS y PFOS. Se utilizaron estas técnicas iniciales y el espectrómetro de masas SCIEX Triple QuadTM 5500 para el análisis cuantitativo de trazas a fin de garantizar un agua potable segura.
Dado que los compuestos de PFAS se han vuelto ubicuos, muchos de los componentes de los instrumentos de laboratorio y los solventes pueden contribuir a dar PFAS de fondo que potencialmente podrían interferir en la cuantificación de las trazas de muestra. Como tal, la reducción de la contaminación de fondo es fundamental para la obtención de límites de detección bajos y resultados precisos. Además de usar tubos PEEK y filtros para solventes de acero inoxidable para reemplazar las líneas de etileno-tetrafluoroetileno (ETFE) y los filtros para solvente de politetrafluoroetileno (PTFE), se puede colocar una columna de retraso o “trampa” entre las bombas y el automuestreador para distinguir las interferencias de PFAS relacionadas con el sistema.
Las PFAS de fondo se ralentizarán en la columna trampa y saldrán por separado justo después de los picos analíticos de interés. Normalmente, la columna trampa debe ser más retentiva o igual a la columna analítica. Se recomienda una columna C18 con un área superficial alta como Luna C18 (2) ya que la columna trampa se ha convertido en una manera simple, pero elegante de reducir la interferencia de fondo.
Para resumir, el análisis de PFAS en niveles bajos (nivel de partes por trillón) en la matriz de agua potable no es una tarea fácil. Sin embargo, con la ayuda de expertos analíticos, las técnicas ambientales críticas y para la obtención de agua potable segura se implementan habitualmente en los laboratorios de todo el mundo.
Para obtener más información puede visitar www.phenomenex.com/pfasresources o, incluso, chatear con la autora de este artículo, Grace Guo, a través del Chat en línea hoy.
Referencias:
- Method 537.1: Determination of Selected Per- and Polyfluorinated Alkyl Substances in Drinking Water by Solid Phase Extraction and Liquid Chromatography/Tandem Mass Spectrometry (LC/MS/MS): https://cfpub.epa.gov/si/si_public_record_Report.cfm?dirEntryId=343042&Lab=NERL)
- Method 533: Determination of Per- and Polyfluoroalkyl Substances in Drinking Water by Isotope Dilution Anion Exchange Solid Phase Extraction and Liquid Chromatography/Tandem Mass Spectrometry: https://www.epa.gov/dwanalyticalmethods/method-533-determination-and-polyfluoroalkyl-substances-drinking-water-isotope
- Quantitation of PFASs in Water Samples using LC-MS/MS Large Volume Direct Injection and Solid Phase Extraction: https://sciex.com/Documents/tech%20notes/PFAS-water-samples.pdf)
- Analysis of PFAS in drinking water with EPA Method 537.1 and the SCIEX QTRAP® 4500 System: https://sciex.com/Documents/tech%20notes/applications/environ/PFAS-drinking-water.pdf)
- Per- and Polyfluorinated Alkyl Substances (PFAS) from Milk, Eggs, Butter, Cheese, and Fish using QuEChERS, SPE, and LC-MS/MS: https://phenomenex.blob.core.windows.net/documents/a9406d77-c88e-49cb-9347-81efd828fc25.pdf)
- Rapid Analysis of 23 Per- and Poly-Fluorinated Alkyl Substances (PFASs) by UHPLC-MS/MS using Luna® Omega 1.6µm PS C18: https://az621941.vo.msecnd.net/documents/234361ad-5022-4cad-bb0a-5514059a1ba5.pdf