LA SPETTROMETRIA DI MASSA AD

ALTISSIMA RISOLUZIONE:

UN POTENTE STRUMENTO DI

MONITORAGGIO E PREVENZIONEW. Tirler, V. Malanchin, G. Voto, L. Favarato

Eco-Research, Bolzano

research

Diossine, POPs, PFAS, distruttori endocrini “emergenti” e “vecchi amici”

Nel 2018 la prevenzione dov’è?

INTERCIND ANNUAL MEETING Venezia, 1 Giugno 2018

Sostanze perfluoro alchiliche (PFAS)

Fluoro: elemento chimico degli estremi

Diverse sostanze fluoro-organiche mostrano proprietà

chimiche estreme, bizzarre (es. display a cristalli liquidi).

Sostanze fluoro-organiche sono praticamente «stranieri»

nella biosfera – con qualche eccezione

Certe sostanze fluoro-organiche mostrano una inerzia

chimica estrema, a livello dei gas nobili - persistenza in

ambiente misurabile in ere geologiche…

Breve storia delle sostanze fluoro-organiche

1930 Primi prodotti commerciali: Freon, Halon

1940 Progetto Manhattan: UF6, Teflon, PFAS

1950 Applicazioni «civili: Fluoro- farmaceutici

1990 AM-LCDs

TOSSICITÀ: da 0 a …

Flusol: Perfluorodecalina

«Sangue artificiale»

Acido fluoroacetico

Si trova nell’estratto di un arbusto dell'Africa del Sud, utilizzato dal

1904 per avvelenare i topi. Dose letale per il topo 0,1 mg/kg!

Perfluoroisobutene

Letale a 1 ppm!

Dieci volte più tossico del Fosgene

Sostanze perfluoro alchiliche (PFAS)

Nel corso dell’estate del 2013, a seguito di alcune ricerche

sperimentali su potenziali inquinanti “emergenti” effettuate su

incarico del Ministero dell’Ambiente, è stata segnalata la presenza in

alcuni ambiti del territorio regionale di sostanze perfluoro alchiliche

(PFAS) in acque sotterranee, acque superficiali e acque potabili.

Le sostanze sono caratterizzate da una notevole resistenza

nell’ambiente, associata ad una rilevante capacità di diffusione e da

una persistenza molto significativa che determinano una diffusa

presenza nell’ambiente idrico, nell’ambiente e negli organismi,

incluso l‘uomo, dove tendono ad accumularsi nel tempo

https://www.regione.veneto.it/web/sanita/pfas

Bio-accumuolo di sostanze persistenti

POP(es. Diossine, PCB)

PPP(es. PFAS)

PFAS ?

PFAS ?

„Short chain PFAS“

PFAS ?„Short chain PFAS“

PFAS ?„Short chain PFAS“

PFAS ?

In laboratorio, cosa possiamo fare?

Inutile cercare le cose dove non ci sono!

In un mondo che cambia devo addattarmi!

Spettrometria ad altissima

risoluzione in modalitá SCAN

Tecnologia ORBITRAP e TOF

Toxicological Effects of Perfluoroalkyl and Polyfluoroalkyl

Substances

Jamie C. DeWitt , Springer 2015

Perchè “altissima“ risoluzione di massa?

Cl

Br

I

GC- EI

Orbitrap

Figure 5: In addition to PCBs also tetra-, penta and hexachlorobenezene are found

in the fish sample

Figure 6: Background subtracted mass spectrum for the suspected HCB peak

RESOLVING INTERFERENCES IN THE ANALYSIS OF PCBS USING AN ORBITRAP GC-MS SYSTEM

F. Ciesa1, L. D'ambrosio1, A. Basso2, K. Mair2, V . Fellin2, W. Tirler2 1

Agenzia Provinciale per l'Ambiente, Laboratorio analisi alimenti, Via Amba Alagi, 5 39100 Bolzano, Italy 2Eco-Research,

Via Negrelli, 13, 39100 Bolzano, Italy, Organohalogen Compounds, 2016.

Tetra PCB

Tetra PCB

m/z 281,8131

m/z 283,8102

Esaclorobenzene

IPA Soluzione StandardH:\RISULTATI\...\appi-pah-cs3 03/01/18 00:38:53 CS-3

t-sim multiplexing

RT: 17.92 - 24.45

18.0 18.5 19.0 19.5 20.0 20.5 21.0 21.5 22.0 22.5 23.0 23.5 24.0

Time (min)

0

20

40

60

80

100

Re

lativ

e A

bu

nd

an

ce

0

20

40

60

80

100

Re

lativ

e A

bu

nd

an

ce

0

20

40

60

80

100

Re

lativ

e A

bu

nd

an

ce

0

20

40

60

80

100

Re

lativ

e A

bu

nd

an

ce

18.74

18.86

18.76

18.65

22.5522.64

23.60

23.3422.57

23.7822.46

23.51

NL:

2.91E5

m/z=

228.0923-

228.0945

MS

appi-pah-

cs3

NL:

2.80E6

m/z=

240.1675-

240.1699

MS

appi-pah-

cs3

NL:

2.60E5

m/z=

252.0921-

252.0947

MS

appi-pah-

cs3

NL:

2.68E6

m/z=

264.1674-

264.1700

MS

appi-pah-

cs3

BaA CHR

BbFBKF

BeP

BaP

PER

„Nativo“

„Marcato“

„Marcato“

„Nativo“

IPA campione reale - no clean-up GC-HRMS

R >10.000H:\RISULTATI\...\i_180060-02_b16 02/16/18 21:50:05

RT: 22.36 - 36.00

23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

Time (min)

0

20

40

60

80

100

Rel

ativ

e A

bund

ance

0

20

40

60

80

100

Rel

ativ

e A

bund

ance

0

20

40

60

80

100

Rel

ativ

e A

bund

ance

0

20

40

60

80

100

Rel

ativ

e A

bund

ance

23.16

30.70

26.21 26.8825.87 31.4926.92 31.7426.79

24.57 24.62 31.2030.3430.0723.60

26.20

24.39

26.39

35.25

26.33 34.03 34.2225.57 30.6930.4427.34 29.72 31.4931.27 35.4231.7428.79 32.56 32.96 34.6133.8229.5428.6426.10 27.0824.01 27.4624.36 25.3623.73

26.59

30.4430.06

26.3730.76 31.28

31.49

34.1227.2633.0729.21

27.48 34.48 35.3032.3531.8229.6235.5128.6424.80 27.09 27.78 34.02 35.0225.1624.15 32.4925.93

NL:

5.18E6

m/z=

228.0923-

228.0945

MS

i_180060-

02_b16

NL:

1.55E7

m/z=

240.1675-

240.1699

MS

i_180060-

02_b16

NL:

5.89E5

m/z=

252.0921-

252.0947

MS

i_180060-

02_b16

NL:

8.25E6

m/z=

264.1674-

264.1700

MS

i_180060-

02_b16

?

??

???

„Nativo“

„Nativo“

„Marcato“

„Marcato“

IPA campione reale - no clean-up -APPI-GC-Orbitrap

R >70.000H:\RISULTATI\...\appi-pah-060-2-IPA 02/28/18 15:50:50 060-2-ipa-24-2

t-sim multiplexing

RT: 17.48 - 25.05

17.5 18.0 18.5 19.0 19.5 20.0 20.5 21.0 21.5 22.0 22.5 23.0 23.5 24.0 24.5 25.0

Time (min)

0

20

40

60

80

100

Rel

ativ

e A

bund

ance

0

20

40

60

80

100

Rel

ativ

e A

bund

ance

0

20

40

60

80

100

Rel

ativ

e A

bund

ance

0

20

40

60

80

100

Rel

ativ

e A

bund

ance

18.91

18.79

18.93

18.0217.89

17.86

18.81

18.70

22.7022.61

22.70

23.65

23.66

23.63

23.49

22.7422.57

23.84

23.40

22.6322.52

23.57

NL:

1.41E4

m/z=

228.0923-

228.0945

MS

appi-pah-

060-2-IPA

NL:

1.65E5

m/z=

240.1675-

240.1699

MS

appi-pah-

060-2-IPA

NL:

1.30E4

m/z=

252.0921-

252.0947

MS

appi-pah-

060-2-IPA

NL:

2.31E5

m/z=

264.1674-

264.1700

MS

appi-pah-

060-2-IPABbF

CHRBaA

BkF

BaPBeP

PER

„Marcato“

„Nativo“

„Nativo“

„Marcato“

PFOA

PFOA-C13

PFOS

PFOS-C13

LC - OrbitrapRT: 5.35 - 10.45

5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0

Time (min)

0

20

40

60

80

100

0

20

40

60

80

100

0

20

40

60

80

100

Re

lative

Ab

un

da

nce

0

20

40

60

80

100

0

20

40

60

80

1007.12

6.97

7.11

8.31

8.12

8.31

9.12

9.269.00

9.35

NL:6.61E7

m/z= 412.9631-412.9697 F: Full ms MS 171548-02

NL:8.67E6

m/z= 416.9765-416.9831 F: Full ms MS 171548-02

NL:3.67E7

m/z= 498.9251-498.9331 F: Full ms MS 171548-02

NL:4.07E7

m/z= 502.9396-502.9476 F: Full ms MS 171548-02

NL:6.56E5

m/z= 497.9460-497.9540 F: Full ms MS 171548-02

RT: 5.35 - 10.45

5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0

Time (min)

0

20

40

60

80

100

0

20

40

60

80

100

0

20

40

60

80

100

Re

lative

Ab

un

da

nce

0

20

40

60

80

100

0

20

40

60

80

1007.12

6.97

7.11

8.31

8.12

8.31

9.12

9.269.00

9.35

NL:6.61E7

m/z= 412.9631-412.9697 F: Full ms MS 171548-02

NL:8.67E6

m/z= 416.9765-416.9831 F: Full ms MS 171548-02

NL:3.67E7

m/z= 498.9251-498.9331 F: Full ms MS 171548-02

NL:4.07E7

m/z= 502.9396-502.9476 F: Full ms MS 171548-02

NL:6.56E5

m/z= 497.9460-497.9540 F: Full ms MS 171548-02

PFOA

PFOA-C13

PFOS

PFOS-C13

PFOSAm/z (M-H)- ion: 497.9457

LC - Orbitrap

PFOSA ?

PFOSA is thought to be the biologically active form

of the insecticide Sulfluramid (N-ethyl

perfluorooctanesulfonamide)

Perfluorooctanesulfonamide

Oltre PFOSA, ci potrebbe essere altro?

What is Adona® (carbazochrome sodium sulfonate) used for?Adona® is an anti-hemorrhagic, commonly used for preventing the excessive blood flow during surgical operations and the treatment of hemorrhoids.

ADONA ?

Gen-X ?

Gen-X in Wikipedia:

Generazione X è una locuzione diffusa nel mondo

occidentale per descrivere la generazione di coloro che,

approssimativamente, sono nati tra il 1960 e il 1980

Gen-X ?

Gen-X

(Google)

GEN-X

GEN-X

PFOA

PFOA-C13

PFOS

PFOS-C13

PFOSA

GenX

C4H2F8SO3

ADONA

Campione: m/z: 412,9676 Standard: m/z: 412,9678

PFOA: confronto campione - standard

Conclusioni:

- L’industria ogni anno sviluppa nuovi PFAS

- Se voglio sapere cosa c’è nell’ambiente devo

tener conto di questo

La spettrometria di massa in altissima risoluzione è

uno strumento molto potente: se voglio identificare

quello che potrebbe essere presente in ambiente

Ringrazio per l’attenzione