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Un problema de actualidad:
Análisis de Dioxinas y Furanos
Jose Juan RiveroEspecialista de Producto
Cromatografía GC y GCMS
AGILENT TECHNOLOGIES
901.11.68.90
Seminario On-Line
04-Abril-2011
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Un problema de actualidad:
Análisis de Dioxinas y Furanos
Jose Juan RiveroEspecialista de Producto
Cromatografía
AGILENT TECHNOLOGIES
901.11.68.90
Seminario On-Line
04-Abril-2011
Introducción / Antecedentes
¿Qué son las Dioxinas?
Las Dioxinas son un grupo altamente tóxico de contaminantes orgánicos Están constituidos por 210 congéneres distribuidos de 1 a 8 átomos de Cloro No son fabricadas deliberadamente– son producto de las incineraciones de desechos químicos y pesticidas manufacturados y de la blanqueación de pasta / papel El 80% de la exposición humana a Dioxinas es debido a alimentos de origen animal Las Dioxinas se acumulan en el tejido adiposo de ternera, cerdo, aves y marisco
PCDD PCDF
La Dioxina más conocida y mas tóxica
2,3,7,8-Tetrachlorodibenzo-p-dioxin (“2378-TCDD“)
Caracteristicas toxicas de las DioxinasSon sustancias altamente toxicas y con efectos muy graves en la salud:
• Cáncer
• Disruptor Endocrino
• Desordenes Reproductivos
• Erupciones descontroladas
• Desordenes en el sistema Inmunológico
Presidente de Ukrania intoxicado con Dioxinas en 2004
Legislación de Dioxinas,Furanos y PCB’s
US EPA 1613 (1994)
Legislación UE EC 1883/2006
Legislación UE EC 1881/2006
Confirmación de Dioxinas por GC-MS (HRS)
El Factor Equivalente de Toxicidad (TEF)
El TEF o TEQ representa la concentración total de PCDD/PCDF de una muestra
teniendo en cuenta el valor de toxicidad individual de los 17 sustituyentes PCDD y
PCDF
* TEF = Factor de Equivalencia Tóxica (1 = máxima toxicidad)
EC 1881/2006 – Valores TEF*
n=(7)
n=(10)
EC 1881/2006 Establecimiento de niveles máximos para
ciertos contaminantes en alimentos
La Metodología Analitica tiene que cumplir los
siguiente requisitos
• LOD muy bajos (< femtogramos)
• Analitos lipofílicos en Matrices grasas.
• Preparación de la muestra compleja
• Revisión de resultados importante
• Reports altamente complejos
• Sistema Robusto
• Resultados comparables con GC-HRMS
Analsis de Dioxinas por GC-MS/MS
Las recomendaciones para la confirmación de sustancias ilegales en residuos
Veterinarios por espectrometría de masas requiere de 4 “Puntos de identificación”
Tecnicaº Numero de iones monitorizadosPuntos de
Identificacion
GC-MS(EI or CI) n n
GC-MS (EI and CI) 2(EI) + 2(CI) 4
GC-MS (2 deriv) 2 (derivative A) + 2 (derivative B) 4
GC-MS/MS 1 precursor + 2 products 4
GC-MS/MS 2 precursors, each with 1 product 5
GC-HRMS n 2n
Preparación de la muestra
Sistemas automáticos de preparación de muestras
http://www.fmsenvironmental.com/PwrDioxin/FMS_PowerDioxin.html
103 cm
Caracteristicas especiales:
Sistema Backflush (CFT)
Inyector MMI.
Sistema 7890/7000B GC-MS/MS
Analizador GC-MS/MS Lineal
Inerte, fuente
de alta
temperatura(Igual que 5975)
Detector de Triple eje(igual que 5975)
Dos cuadrupolos de
cuarzo, monolitico,
hipoerbólico recubierto
de oro (igual que 5975)
Nuevo desarrollo, Celda
de colisión hexapolar
patentada
Bomba Turbo Edwards
Celda de colisión con Quenching por He
Celda de Colisión
Iones
PrecursoresHe* +Disociación por colisión inducida
1.5 ml/min N2
Gas de Colisión
La transmisión de
Helio metaestable
hacia el detector
es altamente
reducido; El
detector de Triple
Eje reduce el
ruido de neutros.
FuenteDetector de
Triple Eje
1erCuadrupolo 3er Cuadrupolo
Gas He Buffer
He* + He → 2 He + Calor
Iones
Productos+ He*
Efecto del “Helium Quench” en el sistema 7000B
S/N 1294:1 Helium Quench Gas ON
S/N 341:1 Helium Quench Gas OFF
Tested with 1pg Hexachlorobenzene
Comparación del ruido
El incremento de la relación
S/N es debida a la reducción del
ruido.
Detector de Triple Eje (Elimina el ruido en tres direcciones)
Cuarzo
Hiperbolico
Transmisión
Cuadrupolo
Analizador
Multiplicador de
electrones de
triple canal
Dinodo
de alta
energía
Barra de dirección
Haz de iones
Offset X
Offset Y
Offset
ZPantalla para
partículas
secundarias
7890-7000B GC-MS/MS Configuración para Dioxinas
7000B
TQ
7890A
MS-TeeG3186B
PCM2uL Inyección splitless pulsado en frio
CO2 MMI
2.0m x 0.25mm ID
Tubo de Slice fundida desactivada
sin recubrimiento
60m x 0.25mm ID x 0.25um
DB5-MSUI (122-5662UI)
0.9 ml/min
Flujo Constante
1.0 ml/min
Flujo Constante
Nuevo Liner Splitless para inyector Multi Mode
Huecos que
bloquean el
paso
Liner de 2 mm para splitless con estrangulamiento
• Desactivado por Agilent
• Sello de oro
• Recomendado para matrices de alta carga
– Extractos de Pesticides en alimentos
– Modo splitless en frio
Part Number: 5190-2296
MS-Tee
0.9 ml/min
Flujo Constante
1.0 ml/min
Flujo Constante
QQQ
PCMMMI
MS-Tee
5.0 ml/min
Flujo Constante
QQQ
PCMMMI
Back Flush y analisis simultáneos
15 minutos después de la inyección, la
pre columna es limpiada mientras que la
cromatografía sigue en la segunda.
(Temp Col = 220ºC)
Temp Inyector: 100 (0.05) – 600ºC/min – 300ºC
Temp Horno columna: 130 (2) – 10 – 220(16) – 5 – 235
(7) – 5 – 350 (0) ºC
0.1 ml/min
Flujo Constante
Pres Alta
Pres = 0
6 ml/min
Flujo Constante
1.0 ml/min
Flujo Constante
Condiciones GC-MS/MS MRM
Temp Fuente : 280 °C
Energía de ionización : -70 eV
Tune : Autotune
MS1/MS2 Resolución : 1.2u / 1.2u
Condiciones GC-MS/MS MRM
Isómeros Nativos PCDD y PCDF
Tetra Penta Hexa Hepta Octa
Run time 60 minutos
Separación cromatográfica de los HxCDFs and HxCDDs
123478-HxCDF
123678-HxCDF
123789-HxCDF
234678-HxCDF
123478-HxCDD
123678-HxCDD
123789-HxCDD
Curva de calibración: 2378-TCDD 100fg – 10pg Inyectados
Fuente : CVUA-MEL
0.05 pg/uL 5.0 pg/uL
Curva de calibración: 12378-PCDD 100fg – 10pg Inyectados
Fuente : CVUA-MEL
Curva de calibrado con 7 puntos y ISTD
(Ajuste Lineal, 100fg – 10pg inyectados)
Analyte R2
2378-TCDD 0.99934
12378-PCDD 0.99976
123478-HxCDD 0.99994
123678-HxCDD 0.99905
123789-HxCDD 0.99977
1234678-HpCDD 0.99945
OCDD * 0.99780
Analyte R2
2378-TCDF 0.99984
12378-PCDF 0.99909
23478-PCDF 0.99995
123478-HxCDF 0.99971
123678-HxCDF 0.99983
234678-HxCDF 0.99953
123789-HxCDF 0.99972
1234678-HpCDF 0.99971
1234789-HpCDF 0.99991
OCDF 0.99907
Inyecciones repetidas de 100 fg 2378-TCDD
(n=10)
Region calculo ruido
Mean S/N = 10 :1 Peak Area %RSD = 8.3
Reproductibilidad del Pico del área* (n=15)
Fortificación sobre extracto de cerdo de 200 fg inyectados
Inj # 2378-TCDF 2378-TCDD 12378-PCDF 23478-PCDF 12378-PCDD
Acq. Date-Time Area* Area* Area* Area* Area*
1 09/04/2010 13:39 1039 668 791 898 480
2 09/04/2010 14:43 1189 702 891 877 565
3 09/04/2010 15:47 1104 728 882 879 606
4 09/04/2010 16:51 1035 756 789 852 563
5 09/04/2010 17:55 993 704 806 948 587
6 09/04/2010 18:58 1071 661 834 897 623
7 09/04/2010 20:02 1013 654 799 1012 568
8 09/04/2010 21:06 975 635 864 953 610
9 09/04/2010 22:10 1085 618 792 835 565
10 09/04/2010 23:13 1076 709 829 873 531
11 10/04/2010 00:17 942 799 745 1003 554
12 10/04/2010 01:21 957 679 853 834 540
13 10/04/2010 02:24 1050 584 877 914 579
14 10/04/2010 03:28 935 606 802 923 666
15 10/04/2010 04:32 1051 661 855 891 642
Mean 1034 678 827 906 579
Stdevn 68 57 42 54 46
%RSD 6.60 8.48 5.11 5.98 8.02
* Datos crudos sin corregir area de pico
* Raw (uncorrected) peak area
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
Peak
Are
a %
RS
D
Native
13C-ISTD
Reproductibilidad del Pico del área* (n=15)
Fortificación sobre extracto de cerdo(100 fg/uL Nativos / 1 pg/uL 13C-ISTDs)
2uL Inyección: Nativos 200 fg inyectados, 13C-ISTDs 2pg inyectados
Dioxinas por GC-MS/MS
Resumen final (I)
Unos resultados cromatográficos que cumplen con los requerimientos de la legislación
europea.
Buena Linearidad y excelente reproducibilidad en matrices como alimentos y piensos en todo
los rangos de interes.
Limites de detección por debajo de los pg/g (TEQ)
Fuente : CVUA-MEL
El sistema Agilent 7000B provee:
Los valores de TEF realizados por GC-HRMS y GC-MS/MS son comparables y
estan dentro del rango de +/- 20%.
A valores bajos de TEF la diferencia entre ambas tecnicas es debida a que
los LOD de HRMS es de 2-3 veces.
Fuente : CVUA-MEL
Dioxinas por GC-MS/MS
Resumen final (II)
La comparación con Alta Resolución demuestra:
Los resultados de la comparación entre las tecnicas
de GC-HRMS y GC-MS/MS indican que esta ultima es
una alternativa potencial para un método de
confirmación en Dioxinas Furanos y PCBs para el
control de los alimentos y piensos a los niveles de
residuos máximos (LMR) actuales.
Dioxinas por GC-MS/MS
Resumen final (II)
Fuente : CVUA-MEL
MUCHAS GRACIAS
Jose Juan RiveroEspecialista de Producto Cromatografía de Gases
y Espectrometría de Masas.
AGILENT TECHNOLOGIES
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