PFAS-metingen: efficiënte en betrouwbare sample prep met robottechnologie

PFAS is een wereldwijd probleem en de detecties in water, bodem en voeding zijn uitdagend. Ondanks dat de EU-richtlijn nog niet definitief is, weten we al wel dat de detectiewaardes omlaag zullen gaan. Hoe zet je nu je monstervoorbewerking zo in dat je deze lage concentraties kunt meten? Een robuuste en betrouwbare manier is de inzet van de – op SPE gebaseerde – ePrep ONE robot.

Jan Volkers, Product Manager Chromatography bij Instrument Solutions Benelux, legt uit waarom: “PFAS-analyse vraagt om detectie op zeer lage concentraties, terwijl tegelijkertijd het risico op contaminatie hoog is. Dit maakt betrouwbare en reproduceerbare monstervoorbewerking essentieel. Deze gerobotiseerde pre-analyse stap speelt hierin een belangrijke rol.”

Richtlijnen voor PFAS-detectie

Het is al eerder gezegd: een goede analyse staat of valt bij een accurate en goed doordachte monstervoorbewerking. Zo is dat niet anders bij de PFAS-analyses die vooral op bodem-, water- en voedingslaboratoria worden uitgevoerd. Want we kunnen er niet omheen: PFAS wordt wereldwijd erkend als een groot milieuprobleem. Niet als één stof, maar als verzamelnaam van alle per- en polyfluoralkylstoffen die een negatief effect hebben op het milieu en onze gezondheid.

Volkers: “De discussie rondom PFAS loopt al heel lang, maar er is pas sinds vorig jaar meer duidelijkheid over de Europese richtlijnen en de detectiegrens. Nu de Europese normering voor PFAS in de finale fase zit en de detectiewaardes omlaag gaan, is het zinvol om na te denken over een verbetering van je monstervoorbewerkingsstappen. Met andere woorden: “Halen we deze grenzen met onze huidige LC-MS(/MS) of moeten we het monster anders behandelen om de detectie te kunnen halen?”

Monstervoorbewerking steeds belangrijker

“Nu we weten waar we naartoe moeten, kunnen we echt aan de slag. Daardoor gaat de monstervoorbewerking nu pas een belangrijke rol spelen; eerder was dat nog niet nodig. De vraag is nu hoe we het monster zo kunnen concentreren dat we de detectiegrens halen”, zegt Volkers.

Monstervoorbewerking steeds belangrijker

“Nu we weten waar we naartoe moeten, kunnen we echt aan de slag. Daardoor gaat de monstervoorbewerking nu pas een belangrijke rol spelen; eerder was dat nog niet nodig. De vraag is nu hoe we het monster zo kunnen concentreren dat we de detectiegrens halen”, zegt Volkers.

“Kijk, de LC-MS staat al in veel laboratoria. Deze instrumenten zijn in de loop der jaren gevoeliger geworden en voor veel applicaties goed genoeg. Maar nu de detectiegrenzen omlaag gaan, kun je twee dingen doen: 1. investeren in een nieuwe, dure LC-MS of 2. investeren in de ‘voorkant’, dus je monstervoorbewerking verbeteren.”

Voorconcentratie van PFAS met SPE

Hoewel de definitieve EU-normen nog op zich laten wachten, zijn er al betrouwbare methoden beschikbaar om PFAS-monsters te preconcentreren. Een voorbeeld daarvan is de ePrep ONE; een gerobotiseerde monstervoorbewerkingsstap gebaseerd op Solid Phase Extraction (SPE). Volkers: “De ePrep ONE is ontwikkeld in Australië en daarna doorontwikkeld in de VS. Het wordt daar al veel ingezet, maar nog niet zoveel in Nederland.” Wat zijn zoal de voordelen? “Minder kans op contaminatie en fouten, reproduceerbare en betrouwbaardere resultaten, tijdswinst, ’s nachts doordraaien …”

Breder inzetbaar dan alleen PFAS

“Omdat de ePrep ONE een stand-alone unit is, kan deze worden gekoppeld aan verschillende chromatografische systemen en is hij inzetbaar voor meer dan alleen PFAS-analyses,” legt Volkers uit. Vooral middelgrote laboratoria en labs met kleinschalige productie van bodem- en watermonsters profiteren hiervan. Deze SPE-methode is geschikt voor monsterhoeveelheden tot circa 10 gram, wat in lijn is met EPA1633, waarbij in de praktijk meestal 2-5 gram in de bewerking wordt meegenomen.

Automatisering: winst voor de analist

Vraag aan Volkers of de verbetering in PFAS-detectie wel opweegt tegen de volgende robotisering van een laboratoriumtaak? “Automatisering is in dit geval – en in veel andere – een logische stap. Robotisering betekent niet dat er banen verdwijnen: analisten houden juist meer tijd over voor data-analyse en methodeontwikkeling. Alleen het meest repetitieve deel van het werk wordt overgenomen.”

Efficiënter en duurzamer

Aansluitend zorgt ‘robotisering’ vaak ook voor ‘minimalisering’. De ePrep ONE maakt gebruik van glazen pipetten, verbruikt minder oplosmiddel en produceert minder afval. Volkert: “Dat maakt het niet alleen efficiënter, maar ook duurzamer. Dit kan je helpen bij het milieubewust runnen van je lab. PFAS is momenteel een hot topic in de markt. De ePrep ONE kan daarin een belangrijke rol spelen door betrouwbaarheid te combineren met efficiëntie en duurzaamheid.”

ePrep ONE robot: de plussen op een rij

Deze gerobotiseerde monstervoorbewerkingsmethode op basis van SPE biedt veel voordelen:

• PFAS-vrij apparaatmateriaal: minimale kans op contaminatie.
• Hogere reproduceerbaarheid en betrouwbaarheid van resultaten.
• Minder tijd en personeel nodig; runs kunnen ook ’s nachts plaatsvinden.
• Consistente kwaliteit door geautomatiseerde handelingen.
• Minder foutgevoelig door reductie van manuele stappen.
• Duurzame constructie met pipetten van bestaande glas en staalglazen buizen in plaats van plastic tips.
• Geschikt voor allerlei vloeistofverwerkings-, extractie- en SPE-stappen, met uitvoer rechtstreeks naar de autosampler-vial voor verschillende analyseapparatuur
• Multinzetbaar voor het maken van verdunningsreeksen, uitvoeren van kalibraties en maken van ijklijnen.

De top-3 uitdagingen bij het meten van PFAS

Het meten van PFAS lijkt eenvoudig, maar schijn bedriegt: drie vragen bepalen de echte meetcomplexiteit:

1. Welke PFAS moet gemeten worden? (er zijn meer dan 7.000 componenten)
2. Wat is de detectiewaarde (in ppb) die gehaald moet worden?
3. Is een som-parameter voldoende of wil je alle PFAS componenten apart meten?