PFAS için Katı Numunelerden EPA 1633 Analitlerinin Ekstraksiyonunu Optimize Etme

30.04.2026

PFAS için Katı Numunelerden EPA 1633 Analitlerinin Ekstraksiyonunu Optimize Etme

  • URL Kopyalandı

Katı numunelerden PFAS bileşiklerinin ekstraksiyonu, birçok laboratuvar için yaygın bir zorluktur. Bu uygulama raporu, Milestone ETHOS X cihazının XTR-44 rotoru ile birlikte kullanımının, toprak, sediment ve biyokatı örneklerinden hedef PFAS bileşiklerinin ekstraksiyonu için numune hazırlama sürecini nasıl basitleştirdiğini göstermektedir. Bu yaklaşım, çevre laboratuvarlarının verimlilik, mevzuata uyum, maliyet ve kalite ile ilgili karşılaştıkları zorlukları aşmalarına yardımcı olur.

Giriş

Çevre laboratuvarları, toprak, sediment ve biyokatılar gibi katı matrislerde PFAS bileşiklerinin tayini ile ilgili çeşitli zorluklarla karşı karşıyadır.

Ticarî laboratuvarlar arasındaki artan rekabet, analiz sonuçlarının elde edilme süresini  kritik bir faktör hâline getirmektedir. Laboratuvarlar ayrıca nitelikli iş gücü eksikliği, maliyet ve bütçe baskısı ile sınırlı laboratuvar alanı gibi sorunlarla da karşı karşıyadır.

Numune hazırlama, tüm analiz iş akışının kritik bir adımıdır; çünkü zaman alıcı, iş gücü yoğun ve hataya açık bir süreçtir. EPA Method 1633 Rev. A1, ekstraksiyon için çalkalama tablası tekniğini tanımlar. Bu yöntemde, ekstraksiyonlar arasında yapılan çoklu transferler; önemli ölçüde zaman ve iş gücü gereksinimi doğurur ve tekrarlı işlem nedeniyle analit kayıpları riskini artırır.

Bununla birlikte, aynı yöntem (Bölüm 9.1) ekstraksiyon metodolojileri gibi parametrelerin iyileştirilmesine açıkça izin vermektedir.

Mikrodalga destekli ekstraksiyon kullanımı, çalkalama tablası yaklaşımının getirdiği zorlukları ortadan kaldırırken; tutarlı kalite, daha düşük maliyet ve yüksek işlem verimliliği sağlar. Ayrıca herhangi bir düzenleyici engel oluşturmaz ve ekstraksiyon süresinde %70’e varan azalma sunar.

Bu uygulama raporu, Milestone ETHOS X cihazının PFAS ekstraksiyonunda nasıl üstün verimlilik ve kalite sağladığını açıklamaktadır. Raporda, 44 pozisyonlu XTR-44 ekstraksiyon rotoru ile elde edilen sonuçlara ait; PFAS için tekrarlanabilirlik (precision), karşılaştırılabilirlik ve performans değerlendirme verileri detaylı ve bağımsız laboratuvar çalışmalarıyla sunulmaktadır.

Deney

Ekipmanlar:

  • Milestone ETHOS X
  • XTR-44 rotoru
  • Manyetik karıştırma sistemi
  • 50 mL tek kullanımlık PP (polipropilen) vial tüpleri
  • Santrifüj veya
  • Milestone SFS-24 Filtration System
  • Azot buharlaştırma sistemi
  • Otomatik SPE (Katı Faz Ekstraksiyon) sistemi
  • LC-MS/MS

Şekil 1 – Milestone ETHOS X ve XTR-44 rotoru

Numuneler 

Bu çalışma, EPA Method 1633 kapsamında çalkalama tablası yöntemi ile mikrodalga ekstraksiyonunun karşılaştırılması amacıyla, 3 farklı toprak numunesinin üçlü tekrarlar halinde hazırlanmasıyla gerçekleştirilmiştir.

Numune Hazırlama 

Tüm durumlarda, numuneler alındığı haliyle artılmış ve her biri 5 gram (± 0.01 g) olacak şekilde hazırlanmıştır. Nem içeriği, EPA 1633 kılavuzuna uygun olarak belirlenmiştir.

Boş (blank), spike ve kalite kontrol (QC) numuneleri için 5 g PFAS içermeyen Ottawa kumu kullanılmıştır. Bilinen toprak numunesi (PT numunesi) için ekstraksiyonda 2.5 gram kullanılmıştır.

Numuneler ve QC örnekleri, 50 mL tek kullanımlık polipropilen santrifüj tüplerine tartılmış ve içerisine NdFeB (Neodimyum Demir Bor) karıştırma çubuğu eklenmiştir.

Tüm numune ve QC örneklerine, ekstrakte edilebilir iç standarttan (EIS) belirli bir hacim eklenmiş ve metoda uygun olarak 30 dakika bekletilmiştir.

Her numuneye/QC’ye %0.3 amonyaklı metanol çözeltisinden 15 mL eklenmiş, tüpler sıkıca kapatılmış ve numuneler Milestone ETHOS X cihazının XTR-44 rotoruna yerleştirilmiştir.

QC numuneleri (LLOPR, OPR ve MS/MSD) uygun şekilde hedef PFAS bileşikleri ile spike edilmiştir.

Ardından numuneler, aşağıda verilen program kullanılarak ekstraksiyon işlemine tabi tutulmuştur.

Adım Süre (dk) Güç (W) Sıcaklık (°C)
1 5 1000’e kadar 65
2 10 1000’e kadar 65

Tablo 3 – Mikrodalga Programı

Şekil 2 – Mikrodalga Çalışma Profili

Ekstraksiyon Prosesi ve Temizleme 

Soğutma işleminden sonra (< 5 dakika), kaplar santrifüje yerleştirilmiş ve 3000 rpm’de 5–10 dakika santrifüj edilmiştir.

Alternatif olarak, santrifüj işlemi kaldırılabilir ve numuneler, ön koşullandırılmış 10 µm / 1 µm filtrelerin üst üste kullanıldığı Milestone SFS-24 Filtration System vakum filtrasyon cihazı ile filtrelenebilir. Filtratlar, konsantrasyon işlemi için kullanılan 50 mL PP tüplere durulama ile birlikte alınmıştır.

Ekstraktlar daha sonra azot buharlaştırma (nitrogen evaporation) yöntemiyle <10.0 mL hacme kadar konsantre edilmiştir. Ardından 40 mL PFAS içermeyen su eklenmiştir.

Daha sonra ekstraktlar Katı Faz Ekstraksiyonu (SPE) işlemine tabi tutulmuş ve sonuçta nihai hacim 5.0 mL olacak şekilde hazırlanmıştır.

Tüm numune ve kalite kontrol (QC) örneklerine, ekstraksiyon sonrası ekstrakte edilmemiş iç standartlar (NIS) eklenmiştir.

Analitik Koşullar 

Ekstraktlar, EPA Method 1633 A yöntemine göre analiz edilmiştir. Analizler, Agilent 1290 Infinity LC sistemi ile Agilent 6495 Triple Quadrupole Mass Spectrometer cihazına bağlanarak gerçekleştirilmiştir ve MassHunter yazılımı kullanılmıştır.

Tüm numune hazırlama ve analiz işlemleri AEL2 laboratuvarı tarafından yürütülmüştür.

Sonuçlar ve Tartışma 

Numuneler, daha önce açıklandığı şekilde Milestone ETHOS X – XTR-44 sistemi kullanılarak mikrodalga ekstraksiyonuna tabi tutulduktan sonra, bu çalışma için tüm analitik veriler ilgili laboratuvar tarafından sağlanmıştır.

Aşağıdaki Tablo 1, çalkalama tablası (shaker table) yöntemi ile elde edilen sonuçlar ile üçlü tekrar halinde gerçekleştirilen mikrodalga ekstraksiyon sonuçlarının karşılaştırmalı özetini sunmaktadır.

Aynı yöntemin referans materyal (PT toprak numunesi) üzerine uygulanmasıyla elde edilen veriler ise Tablo 2’de verilmiştir.

Tablo 1 – EPA 1633 Shaker Table ve Mikrodalga Ekstraksiyon Karşılaştırması (µg/kg, kuru)

Bileşik 2509157004 Shaker 2509157004 Micro J2509157018 Shaker J2509157018 Micro J2507676006 Shaker J2507676006 Micro
11Cl-PF3OUdS <0.49 <0.51 <0.36 <0.36 <0.62 <0.62
9Cl-PF3ONS <0.49 <0.51 <0.36 <0.36 <0.62 <0.62
ADONA <0.49 <0.51 <0.36 <0.36 <0.62 <0.62
4:2 FTS <0.49 <0.51 <0.36 <0.36 <0.62 <0.62
6:2 FTS <0.58 <0.51 <0.44 <0.44 <0.74 <0.74
8:2 FTS <0.49 <0.51 <0.36 <0.36 <0.62 <0.62
HFPO-DA <0.49 <0.51 <0.36 <0.36 <0.62 <0.62
NFDHA <0.49 <1.0 <0.73 <0.73 <1.2 <1.2
PFBS <0.49 <0.51 <0.36 <0.36 <0.62 <0.62
PFBA 0.93 J* 0.768 J* 0.89 J* 0.880 J* <0.62 <0.62
PFDA 0.80 J* 0.982 J* 0.41 J* 0.369 J* <0.62 <0.62
PFDS <0.49 <0.51 <0.36 <0.36 <0.62 <0.62
PFDoA 0.92 J* 1.03 J* <0.36 <0.36 <0.62 <0.62
PFHpS <0.68 <0.71 <0.51 <0.51 <0.87 <0.87
PFHpA 0.96 J* 0.747 J* 1.5 1.3 <0.62 <0.62
PFHxS <0.49 <0.51 <0.36 9.1 11.3 —
PFHxA 0.67 J* 0.573 J* 1.6 1.5 1.10 J* 1.15 J*
PFMBA <0.49 <0.51 <0.36 <0.36 <0.62 <0.62
PFMPA <0.49 <0.51 <0.36 <0.36 <0.62 <0.62
PFNA 1.1 J* 0.815 J* 0.54 J* 0.419 J* <0.62 <0.62
PFOS 21 20.7 38 34.5 53 57.7
PFOA 3.6 3.14 3.2 3.03 1.3 1.38
PFPeS <0.49 <0.51 <0.36 <0.36 0.66 J* 0.799 J*
PFPeA 0.63 J* 0.596 J* 1.4 1.5 <0.62 <0.62
PFUnA <0.49 1.15 J* <0.36 <0.36 <0.62 <0.62
PFEESA <0.49 <0.51 <0.36 <0.36 <0.62 <0.62

 

Bileşik 2509157004 Shaker 2509157004 Micro J2509157018 Shaker J2509157018 Micro J2507676006 Shaker J2507676006 Micro
PFNS <0.78 <0.81 <0.58 <0.58 <0.99 <0.99
PFOSA <0.49 <0.51 <0.36 <0.36 <0.62 <0.62
PFTeDA <0.49 0.542 J* <0.36 <0.36 <0.62 <0.62
PFTrDA <0.49 0.666 J* <0.36 <0.36 <0.62 <0.62
NEtFOSAA <0.49 <0.51 <0.36 <0.36 <0.62 <0.62
NMeFOSAA <0.49 <0.51 <0.36 <0.36 <0.62 <0.62
PFDoS <0.97 <1.0 1.1 J* <0.73 <1.2 <1.2
NMeFOSA <0.49 <0.51 <0.36 <0.36 <0.62 <0.62
NEtFOSA <0.49 <0.51 <0.36 <0.36 <0.62 <0.62
NMeFOSE <4.9 <5.1 <3.6 <3.6 <6.2 <6.2
NEtFOSE <4.9 <5.1 <3.6 <3.6 <6.2 <6.2
3:3 FTCA <1.9 <2.0 >1.5 >1.5 <2.5 <2.5
5:3 FTCA <9.7 <10.0 <7.3 <7.3 <12 <12
7:3 FTCA <9.7 <10.0 <7.3 <7.3 <12 <12

“J” işareti, sonucun MDL (Metot Tespit Limiti)’nin üzerinde ancak raporlama limitinin (Reporting Limit) altında olduğunu gösterir.

Tablo 2 – Referans Toprak (PT Numunesi) için EPA Method 1633 Mikrodalga Ekstraksiyon Sonuçları

Bileşik (PFAS) Sertifikalı Değer (µg/kg) Mikrodalga Sonucu (µg/kg) Kabul Aralığı (µg/kg)
11Cl-PF3OUdS <2.50 <2.5 ND
9Cl-PF3ONS 17.9 20.4 8.95 – 26.8
ADONA 24.9 30.4 12.4 – 37.3
NEtFOSA 30.4 34.5 15.2 – 45.5
NEtFOSAA 36.0 40.7 18.0 – 53.9
NEtFOSE 32.8 34.8 16.4 – 49.1
HFPO-DA 37.6 39.9 18.8 – 56.2
NMeFOSA 32.8 45.4 16.4 – 49.1
NMeFOSAA 32.0 33.1 16.0 – 47.9
NMeFOSE 33.6 39.6 16.8 – 50.3
NFDHA 18.0 21.9 9.00 – 26.9
8:2 FTS 47.9 54.6 24.0 – 71.7
4:2 FTS 33.6 37.2 16.8 – 50.3
6:2 FTS 47.4 52.5 23.7 – 70.9
7:3 FTCA 48.0 33.8 24.0 – 71.8
3:3 FTCA 10.4 7.1 5.20 – 15.6
5:3 FTCA <2.50 <2.5 ND
PFBS 16.3 19.7 8.15 – 24.4
PFBA 21.6 24.3 10.8 – 32.3
PFDS 9.45 10.4 4.72 – 14.1
PFDA 12.4 14.7 6.20 – 18.6
PFDoS 19.4 19.0 9.70 – 29.0
PFDoA <2.50 <2.5 ND
PFEESA 12.1 14.4 6.05 – 18.1
PFHpS 13.0 14.9 6.50 – 19.4
PFHpA 39.2 45.5 19.6 – 58.6
PFHxS 24.0 26.6 12.0 – 35.9
PFHxA 12.8 15.5 6.40 – 19.1
PFMBA 25.6 33.1 12.8 – 38.3
PFMPA 38.4 45.8 19.2 – 57.4
PFNS 16.2 18.0 8.10 – 24.2
PFNA 26.4 34.0 13.2 – 39.5
PFOSA 14.4 20.2 7.20 – 21.5
PFOS 21.5 21.6 10.8 – 32.2
PFOA 16.8 24.9 8.40 – 25.1
PFPeS 45.1 53.7 22.6 – 67.5
PFPeA <2.50 <2.5 ND
PFTDA 21.6 22.8 10.8 – 32.3
PFTrDA 40.0 49.7 20.0 – 59.8
PFUnA 8.40 10.1 4.20 – 12.6

Sonuç 

Milestone ETHOS X cihazı, XTR-44 rotoru ve entegre karıştırma sistemi ile birlikte kullanıldığında, katı matrislerin analizinde yüksek karşılaştırılabilirlik, hassasiyet ve PT performansı ile başarılı sonuçlar vermiştir.

Elde edilen tüm veriler yöntem gereklilikleri içerisinde kalmış olup, yapılan çalışmalar **ETHOS X platformunun EPA Method 1633A hedef analitleri için üstün performansını açıkça ortaya koymuştur.

Çalkalama tablası (shaker table) ekstraksiyonu ile karşılaştırıldığında, ETHOS X sistemi laboratuvarlara PFAS analizinde numune hazırlama adımlarını geliştirmek için güvenilir bir alternatif sunmakta; önemli ölçüde zaman tasarrufu sağlamakta ve hata riski yüksek manuel işlemleri azaltmaktadır.

Milestone ETHOS X – XTR-44 Sisteminin Başlıca Avantajları

  • Artan kapasite ve acil toprak analizlerini gerçekleştirebilme imkânı
  • Daha az iş gücü ve daha kısa analiz süresi (saatler yerine yaklaşık 15 dakika)
  • Analiz sonuçlarının geri dönüş süresini (turnaround time) iyileştirme ve öngörülebilirliğini artırma
  • Daha yüksek veri kalitesi, tutarlılık ve sonuçlara güven
  • Farklı matris türlerinde daha sağlam (robust) ekstraksiyon performansı
  • İş akışına kolay entegrasyon ve yeni personelin daha hızlı adapte olabilmesi

Kaynak: Milestone SRL

Çözümler

Öne Çıkanlar