Spanish – Análisis de PFAS: Desafíos, Aplicaciones y Soluciones para un Análisis Confiable por LC-MS

Las sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas, también conocidas como PFAS, representan actualmente una clase extremadamente amplia de compuestos. Aunque todavía existe debate sobre la definición exacta de este grupo, la definición más aceptada establece que un PFAS es cualquier molécula que contenga al menos un grupo metilo o metileno completamente fluorinado (-CF₃ o -CF₂-).

El primer representante de la familia de los PFAS fue el politetrafluoroetileno (PTFE), introducido en la década de 1930. Posteriormente, en la década de 1950, la empresa estadounidense 3M desarrolló el ácido perfluorooctanoico (PFOA) y el ácido perfluorooctanosulfónico (PFOS). Estos compuestos dieron origen a una era de la química fluorada que hoy comprende más de 4.000 sustancias catalogadas por la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE) y más de 12.000 PFAS individuales identificados por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (US EPA). Según la US EPA, aproximadamente 600 PFAS se encontraban en uso comercial en 2019. Actualmente, bases de datos como PubChem contienen millones de registros relacionados con PFAS.

Desde el punto de vista de las aplicaciones, los PFAS representan un notable avance tecnológico. Su primer gran éxito comercial sigue presente en cocinas de todo el mundo. Los utensilios con recubrimiento de Teflón ofrecen una combinación única de propiedades antiadherentes y durabilidad, permitiendo que incluso cocineros sin experiencia puedan preparar huevos fritos sin convertirlos en huevos revueltos. Otras aplicaciones incluyen, entre muchas otras, papeles resistentes a la grasa para envases de alimentos, recubrimientos antimanchas, productos de limpieza, pinturas, barnices, champús y espumas para extinción de incendios.

Por otro lado, un número creciente de estudios ha generado preocupación sobre los posibles riesgos para la salud asociados con la exposición a los PFAS. Aunque los efectos dependen de numerosos factores —incluyendo la edad, el sexo, el estilo de vida, el tiempo de exposición, el PFAS específico involucrado y posiblemente mezclas de diferentes PFAS—, la evidencia sugiere que la exposición puede estar asociada con trastornos de la tiroides, enfermedades hepáticas, alteraciones gastrointestinales y diversos tipos de cáncer, como cáncer de mama y de riñón. Además, la exposición materna durante el embarazo se ha relacionado con efectos adversos en los recién nacidos, incluyendo menor peso al nacer y una respuesta reducida a las vacunas. Un estudio informó que un aumento de dos veces en la concentración sérica materna de PFOS se asoció con una reducción del 39 % en los niveles de anticuerpos contra la difteria en niños de cinco años.

Nakayama et al. (2018) analizaron muestras de suero materno utilizando un sistema HPLC equipado con extracción en fase sólida en línea (online SPE) en una configuración de LC-MS/MS con conmutación de columnas (column switching), empleando una columna YMC-Triart C18. El método permitió cuantificar con éxito 28 PFAS en concentraciones del orden de ng/mL. La columna YMC-Triart C18 demostró ser particularmente adecuada gracias a su excelente robustez mecánica, que minimiza las perturbaciones de la línea base en aplicaciones de LC-MS de alta sensibilidad, y a su proceso patentado de síntesis de sílice, que produce una fase estacionaria excepcionalmente inerte y compatible con una amplia variedad de analitos, obteniéndose picos altamente simétricos y una excelente eficiencia cromatográfica. El método analítico se muestra a continuación.

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

El creciente uso de los PFAS durante las últimas décadas, combinado con su extraordinaria estabilidad química, representa uno de los mayores desafíos para la evaluación de riesgos asociados con estos compuestos. Su elevada persistencia favorece su dispersión en el medio ambiente a través del suelo, el agua y el aire. En un estudio interlaboratorio reportado por Kobayashi et al. (2022), las mayores recuperaciones y la mejor reproducibilidad para la determinación de 21 PFAS en agua, en concentraciones del orden de µg/L, fueron obtenidas por un laboratorio que empleaba columnas YMC-Triart.

El análisis de PFAS presenta un desafío cromatográfico particular, ya que con frecuencia requiere no solo una columna analítica, sino también una columna de retardo (delay column). La función de esta columna es diferenciar los PFAS provenientes del propio sistema cromatográfico —que pueden liberarse desde componentes del instrumento o estar presentes como contaminantes en la fase móvil— de aquellos provenientes de la muestra. Por esta razón, la columna de retardo normalmente se instala antes del inyector de muestras. Puede consistir en una columna C18 convencional (habitualmente de 50 mm de longitud, con diferentes diámetros internos y tamaños de partícula) o en una fase estacionaria corta diseñada específicamente para esta aplicación. El “Laboratorio M”, descrito por Kobayashi et al. (2022) y que obtuvo uno de los mejores desempeños en la comparación interlaboratorio, utilizó una columna analítica YMC-Triart C18 (150 × 2,1 mm, 5 µm) junto con una columna de retardo YMC-Triart C18 (50 × 2,1 mm, 5 µm).

En otro estudio realizado por el Institute for Energy and Environmental Technology e.V. (IUTA), se emplearon columnas Triart C18 para la identificación de PFAS y de sus isómeros en muestras de suelo contaminado. Como se muestra a continuación, el método permitió detectar exitosamente ácidos sulfónicos perfluoroalquilados (PFSAs), ácidos carboxílicos perfluoroalquilados (PFCAs) y fragmentos de PFCA generados por la pérdida de CO₂ durante el proceso de ionización.

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

La contaminación ambiental por PFAS puede originarse en numerosas fuentes, incluyendo efluentes industriales, afectando posteriormente los ecosistemas y las cadenas alimentarias. Como consecuencia, el agua y los suelos contaminados se convierten en vías de transferencia de estos compuestos hacia plantas, animales y, finalmente, alimentos. Las columnas YMC-Triart C18 también han demostrado un excelente desempeño en este tipo de aplicaciones, actuando no solo como fases estacionarias altamente eficientes y totalmente compatibles con instrumentación LC-MS de alta sensibilidad, sino también como fases cromatográficas de elevada selectividad. En esta aplicación, la selectividad de la columna Triart C18 permitió separar isómeros lineales y ramificados de PFOS, al mismo tiempo que resolvió posibles interferencias provenientes de la matriz alimentaria, como los isómeros del ácido taurocólico.

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

Para más información https://www.ymcamerica.com/ymc-brand/ymc-triart/

Referencias

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Para más información https://www.ymcamerica.com/ymc-brand/ymc-triart/