Portuguese – Análise de PFAS: Desafios, Aplicações e Soluções para LC-MS

As substâncias perfluoroalquílicas e polifluoroalquílicas, também conhecidas como PFAS, representam atualmente uma classe extremamente ampla de compostos. Embora ainda exista debate sobre a definição exata desse grupo, a definição mais amplamente aceita considera que um PFAS é qualquer molécula que contenha pelo menos um grupo metila ou metileno completamente fluorado (-CF₃ ou -CF₂-).

O primeiro representante da família dos PFAS foi o politetrafluoretileno (PTFE), introduzido na década de 1930. Na década de 1950, foram desenvolvidos o ácido perfluorooctanoico (PFOA) e o ácido perfluorooctanossulfônico (PFOS) pela empresa americana 3M. Esses compostos deram início a uma era da química fluorada que hoje abrange mais de 4.000 substâncias catalogadas pela Organização para Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE) e mais de 12.000 PFAS individuais identificados pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (US EPA). Segundo a US EPA, aproximadamente 600 PFAS estavam em uso comercial em 2019. Atualmente, bancos de dados como o PubChem contêm milhões de registros relacionados aos PFAS.

Do ponto de vista das aplicações, os PFAS representam um notável avanço tecnológico. Seu primeiro grande sucesso comercial continua presente em cozinhas de todo o mundo. Utensílios revestidos com Teflon oferecem uma combinação única de propriedades antiaderentes e durabilidade, permitindo que até mesmo cozinheiros inexperientes preparem ovos fritos sem transformá-los em ovos mexidos. Outras aplicações incluem, entre muitas outras, papéis resistentes à gordura para embalagens de alimentos, revestimentos resistentes a manchas, produtos de limpeza, tintas, vernizes, xampus e espumas para combate a incêndios.

Por outro lado, um número crescente de estudos tem levantado preocupações sobre os potenciais riscos à saúde associados à exposição aos PFAS. Embora os efeitos dependam de diversos fatores — incluindo idade, sexo, estilo de vida, tempo de exposição, o PFAS específico envolvido e possivelmente misturas de diferentes PFAS —, as evidências sugerem que essa exposição pode estar associada a distúrbios da tireoide, doenças hepáticas, alterações gastrointestinais e diversos tipos de câncer, como câncer de mama e de rim. Além disso, a exposição materna durante a gestação tem sido relacionada a efeitos adversos em recém-nascidos, incluindo redução do peso ao nascer e menor resposta às vacinas. Um estudo relatou que um aumento de duas vezes na concentração sérica materna de PFOS esteve associado a uma redução de 39% nos níveis de anticorpos contra difteria em crianças de cinco anos.

Nakayama et al. (2018) analisaram amostras de soro materno utilizando um sistema HPLC equipado com extração em fase sólida on-line (online SPE) em uma configuração de LC-MS/MS com comutação de colunas (column switching), empregando uma coluna YMC-Triart C18. O método quantificou com sucesso 28 PFAS em concentrações na faixa de ng/mL. A coluna YMC-Triart C18 mostrou-se particularmente adequada devido à sua excelente robustez mecânica, que minimiza perturbações na linha de base em aplicações altamente sensíveis de LC-MS, e ao seu processo proprietário de síntese da sílica, que produz uma fase estacionária extremamente inerte e compatível com uma ampla variedade de analitos, resultando em picos altamente simétricos e excelente eficiência cromatográfica. O método analítico é apresentado abaixo.

Referências https://ymc.eu/files/imported/publications/429/documents/LC-MS_MS%20analysis%20of%20PFAS%20in%20human%20serum%20using%20a%20YMC-Triart%20C18%20column.pdf

O crescente uso dos PFAS nas últimas décadas, aliado à sua extraordinária estabilidade química, representa um dos maiores desafios para a avaliação dos riscos associados a esses compostos. Sua elevada persistência favorece a dispersão ambiental por meio do solo, da água e do ar. Em um estudo interlaboratorial relatado por Kobayashi et al. (2022), as maiores recuperações e a melhor reprodutibilidade na determinação de 21 PFAS em água, em concentrações da ordem de µg/L, foram obtidas por um laboratório que utilizava colunas YMC-Triart.

A análise de PFAS apresenta um desafio cromatográfico particular, frequentemente exigindo não apenas uma coluna analítica, mas também uma coluna de atraso (delay column). A função da coluna de atraso é distinguir os PFAS provenientes do próprio sistema cromatográfico — que podem ser lixiviados de componentes do instrumento ou estar presentes como contaminantes na fase móvel — daqueles provenientes da amostra. Por essa razão, a coluna de atraso é normalmente instalada antes do injetor de amostras. Essa coluna pode consistir em uma coluna C18 convencional (geralmente com 50 mm de comprimento, diferentes diâmetros internos e tamanhos de partícula) ou em uma fase estacionária curta especificamente desenvolvida para essa finalidade. O “Laboratório M” descrito por Kobayashi et al. (2022), que apresentou um dos melhores desempenhos na comparação interlaboratorial, utilizou uma coluna analítica YMC-Triart C18 (150 × 2,1 mm, 5 µm) juntamente com uma coluna de atraso YMC-Triart C18 (50 × 2,1 mm, 5 µm).

Em outro estudo conduzido pelo Institute for Energy and Environmental Technology e.V. (IUTA), colunas Triart C18 foram empregadas para a identificação de PFAS e de seus isômeros em amostras de solo contaminado. Conforme mostrado abaixo, o método permitiu detectar com sucesso ácidos sulfônicos perfluoroalquílicos (PFSAs), ácidos carboxílicos perfluoroalquílicos (PFCAs) e fragmentos de PFCA gerados pela perda de CO₂ durante o processo de ionização.

Referências https://www.ymc.co.jp/data/appli/U250805J.pdf

A contaminação ambiental por PFAS pode ter diversas origens, incluindo efluentes industriais, afetando consequentemente os ecossistemas e as cadeias alimentares. Dessa forma, água e solo contaminados tornam-se vias de transferência desses compostos para plantas, animais e, por fim, alimentos. As colunas YMC-Triart C18 também demonstraram excelente desempenho nesse tipo de aplicação, atuando não apenas como fases estacionárias altamente eficientes e plenamente compatíveis com instrumentação LC-MS de alta sensibilidade, mas também como fases cromatográficas altamente seletivas. Nesse estudo, a seletividade da coluna Triart C18 permitiu separar isômeros lineares e ramificados de PFOS, ao mesmo tempo em que resolveu potenciais interferentes provenientes da matriz alimentar, como isômeros do ácido taurocólico.

Referências https://www.ymc.co.jp/data/appli/G260415A.pdf

Para mais informações https://www.ymcamerica.com/ymc-brand/ymc-triart/

Referências

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Para mais informações https://www.ymcamerica.com/ymc-brand/ymc-triart/