โพลีไซคลิกอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน (PAHs) เป็นกลุ่มของสารอินทรีย์ที่มีวงแหวนอะโรมาติกมากกว่าสองวง ซึ่งพบได้ในเชื้อเพลิงฟอสซิลและผลิตจากการเผาไหม้ของสารอินทรีย์ที่ไม่สมบูรณ์ ทำให้มันแพร่หลายในสิ่งแวดล้อม เนื่องจากมีผลกระทบทางพิษวิทยาที่อาจทำให้เกิดมะเร็งและการรบกวนระบบฮอร์โมน PAHs จึงได้รับการตรวจสอบอย่างใกล้ชิดในสิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะในตัวอย่างดินและน้ำ อย่างไรก็ตาม การวิเคราะห์ PAHs ในตัวอย่างสิ่งแวดล้อมนั้นจำเป็นต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดทางกฎหมาย U.S. EPA Method 8270E1

การวิเคราะห์ PAH

                    การปฏิบัติตามวิธีการ EPA 8270E ต้องการการตั้งค่าและการสอบเทียบที่เฉพาะเจาะจง ตัวอย่างเช่น วิธีนี้กำหนดให้ใช้การตั้งค่า DFTPP (Decafluorotriphenylphosphine) เพื่อให้มั่นใจว่าค่าความเข้มข้นของไอออนจะอยู่ในขอบเขตที่ยอมรับได้ นอกจากนี้การรักษาประสิทธิภาพของเครื่องมือให้คงที่ในระหว่างการทำงานที่ยาวนานโดยไม่ต้องการการบำรุงรักษาก็เป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้ปฏิบัติตามมาตรฐานและรับรองผลลัพธ์ที่รายงานได้ทันเวลา

                     ตัวอย่างจากสิ่งแวดล้อม เช่น ดินและน้ำเสียเป็นตัวอย่างที่มีความซับซ้อนและมีสิ่งรบกวนที่อาจทำให้การตรวจจับและการวัดปริมาณ PAHs เป็นไปได้ยาก การมีสารประกอบที่มีมวลอะตอมเทียบเท่ากัน (isobaric compounds) ทำให้ต้องการความละเอียดในการแยกสารทางโครมาโทกราฟี เพื่อแยกสาร PAH ที่มีความคล้ายคลึงกัน เช่น benzo[b]fluoranthene และ benzo[k]fluoranthene

                     การวิเคราะห์ PAH จำเป็นต้องครอบคลุมช่วงการตรวจจับที่หลากหลายจากระดับที่ต่ำในหน่วยส่วนในพันล้าน (ppb) ถึงระดับสูงในหน่วยส่วนในล้าน (ppm) 

การเอาชนะความท้าทายใน การวิเคราะห์ PAH ในตัวอย่างสิ่งแวดล้อม

รูปที่ 1: การแยกโครมาโทกราฟีและลักษณะของพีคสำหรับ PAHs 19 ชนิดที่ศึกษารวมทั้ง สารมาตรฐาน ISTD ทั้ง 5 ชนิด และ สาร Surrogate 2 ชนิด
ในตัวทำละลายที่ความเข้มข้น 0.1 ppm วิเคราะห์ในโหมด SIM (Single Ion Monitoring)

GC-MS Thermo Scientific ISQ 7610 ในการวิเคราะห์ PAH

                    เครื่องมือ XLXR ในระบบ GC-MS นี้มีช่วงการตรวจจับที่กว้าง ซึ่งสามารถครอบคลุมช่วงความเข้มข้นตั้งแต่ 2.5 ppb ถึง 20 ppm สำหรับ PAH 19 ชนิดที่ทำการศึกษานี้ ช่วงการตรวจจับที่กว้างนี้ช่วยทำให้ไม่ต้องสร้างเส้นกราฟมาตรฐานหลายเส้นที่ช่วงความเข้มข้นต่างๆ ซึ่งทำให้การทำงานสะดวกขึ้นและลดความผิดพลาด

การใช้เส้นกราฟมาตรฐานเดียวกันสำหรับตัวอย่างจากหลายแหล่ง เช่น ดินและน้ำ มีข้อดีหลายประการ ได้แก่

• การทำงานที่สะดวกขึ้น: ช่วยให้กระบวนการวิเคราะห์ง่ายขึ้น และลดเวลา
• เพิ่มอัตราการการวิเคราะห์: ห้องปฏิบัติการสามารถวิเคราะห์ตัวอย่างได้มากขึ้น
• ความแม่นยำที่ดีขึ้น: ลดความเสี่ยงจากข้อผิดพลาดในการสอบเทียบ ทำให้มั่นใจได้ว่าได้ผลการวิเคราะห์ที่แม่นยำและเชื่อถือได้
• ความยืดหยุ่นในการใช้งาน

รูปที่ 2: ตัวอย่างของเส้นกราฟมาตรฐานสำหรับ PAHs 19 ชนิดที่วิเคราะห์
(จากซ้ายไปขวา: Naphthalene, Dibenzofuran, Phenantrene, Fluoranthene, Benzo[b]fluoranthene, Benzo[g,h,i]perylene)
โดยมีการระบุ %RSD เส้นโค้งมีความเป็นเส้นตรงในช่วง 5 ลำดับของขนาด ตั้งแต่ 2.5 ถึง 20000 ng/mL

                    ระบบนี้มีความไวที่ยอดเยี่ยม โดยมีขีดจำกัดในการตรวจจับ (IDLs) และขีดจำกัดในการตรวจจับวิธีการ (MDLs) อยู่ในระดับพิโคกรัม ซึ่งต่ำกว่าความต้องการของข้อกำหนดทางกฎหมาย ทำให้มั่นใจได้ว่าการวิเคราะห์ PAHs ที่มีปริมาณน้อยมากจะถูกทำได้อย่างแม่นยำ ระบบ GC-MS นี้รักษาความไวและลักษณะของพีคได้อย่างต่อเนื่องแม้หลังจากการวิเคราะห์ตัวอย่างถึง 136 ตัวอย่างหรือ 52 ชั่วโมงติดต่อกันโดยไม่เกิดการเสื่อมสภาพของประสิทธิภาพ ซึ่งช่วยให้สามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องและมีประสิทธิภาพสูง

                     ซึ่ง GC-MS Thermo Scientific ISQ 7610 เป็นทางออกที่ครอบคลุมสำหรับความท้าทายในการวิเคราะห์ PAH ในตัวอย่างสิ่งแวดล้อม เช่น ช่วงการตรวจจับที่กว้าง ความไวที่ยอดเยี่ยม และประสิทธิภาพที่ทนทาน ช่วยให้ปฏิบัติตามวิธีการ EPA 8270E และเพิ่มประสิทธิภาพในห้องปฏิบัติการ

References: .US EPA Method 8270E: Semivolatile Organic Compounds by Gas Chromatography/ Mass Spectrometry, Revision 6, June 2018