Addressing Main Challenges Regarding Short- and Medium-Chain Chlorinated Paraffin Analysis Using GC/ECNI-MS and LC/ESI-MS Methods.

Bewältigung zentraler Herausforderungen bei der Analyse kurz- und mittelkettiger Chlorparaffine mittels GC/ECNI-MS- und LC/ESI-MS-Methoden.

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2020
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Abstract
The risk assessment of chlorinated paraffins (CPs), chemicals of widespread industrial use, is struggling without standardized analytical methods to obtain reliable occurrence data. Indeed, scientists face analytical challenges that hinder the comparability of analytical methods, among them uncontrolled ionization efficiency and lack of quantification standards. In this study, our goal was to investigate potential issues faced when comparing data from different mass spectrometry platforms and quantification methods. First, the injection of the same set of single-chain length standards in three different instrumental mass spectrometry set-ups (liquid chromatography-electrospray-Orbitrap (LC/ESI-HRMS), liquid chromatography-electrospray-time-of-flight (LC/ESI-MS), and gas chromatography-electron capture negative ion-Orbitrap (GC/ECNI-HRMS)) revealed a shift of homologue response patterns even in-between LC/ESI-based set-ups, which was more pronounced for CPs of low chlorination degree. This finding emphasizes the need for a comprehensive description of instrument parameters when publishing occurrence data. Second, the quantification of a data set of samples with four quantification methods showed that quantification at the sum SCCP and MCCP levels presented good comparability, while quantification at the homologue level remained unsatisfactory. In light of those results, we suggest that (i) response pattern comparison should only be performed between similar instrumental set-ups, (ii) experimental chlorination degrees should be used when quantifying according to the %Cl (instead of those provided by the suppliers), and (iii) concentration results should be expressed as the sum of SCCPs and MCCPs primarily, with an indication on the match between samples and quantification standards (for example their chlorine content).
Die Risikobewertung von chlorierten Paraffinen (CPs), weit verbreitet industriell genutzten Chemikalien, wird durch das Fehlen standardisierter Analysemethoden zur Erhebung verlässlicher Vorkommensdaten erschwert. In der Tat sehen sich Forschende analytischen Herausforderungen gegenüber, welche die Vergleichbarkeit von Analysemethoden beeinträchtigen, darunter eine unkontrollierte Ionisierungseffizienz sowie der Mangel an Quantifizierungsstandards. Ziel dieser Studie war es, potenzielle Probleme zu untersuchen, die beim Vergleich von Daten verschiedener massenspektrometrischer Plattformen und Quantifizierungsmethoden auftreten. Erstens zeigte die Injektion desselben Satzes von Einzelkettenlängen-Standards in drei verschiedenen instrumentellen massenspektrometrischen Systemen (Flüssigchromatographie-Elektrospray-Orbitrap (LC/ESI-HRMS), Flüssigchromatographie-Elektrospray-Flugzeitmassenspektrometrie (LC/ESI-MS) und Gaschromatographie-Elektroneneinfang-Negativionen-Orbitrap (GC/ECNI-HRMS)) eine Verschiebung der Homologen-Response-Muster selbst zwischen LC/ESI-basierten Systemen, was bei CPs mit niedrigem Chlorierungsgrad noch ausgeprägter war. Dieser Befund unterstreicht die Notwendigkeit einer umfassenden Beschreibung der Geräteparameter bei der Publikation von Vorkommensdaten. Zweitens zeigte die Quantifizierung eines Probendatensatzes anhand von vier Quantifizierungsmethoden, dass die Quantifizierung auf Ebene der SCCP- und MCCP-Summen eine gute Vergleichbarkeit aufwies, während die Quantifizierung auf Homologenebene unbefriedigend blieb. Angesichts dieser Ergebnisse empfehlen wir, dass (i) Vergleiche von Response-Mustern nur zwischen ähnlichen instrumentellen Konfigurationen durchgeführt werden sollten, (ii) bei der Quantifizierung anhand des Chlorgehalts (%Cl) experimentell ermittelte Chlorierungsgrade herangezogen werden sollten (anstelle der von den Herstellern angegebenen) und (iii) Konzentrationsergebnisse primär als Summe von SCCPs und MCCPs angegeben werden sollten, ergänzt durch einen Hinweis auf die Übereinstimmung zwischen Proben und Quantifizierungsstandards (beispielsweise hinsichtlich ihres Chlorgehalts).
Reference Key
mzire2020addressingjournal Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors Mézière, Marie;Krätschmer, Kerstin;Pe Rkons, Ingus;Zacs, Dzintars;Marchand, Philippe;Dervilly, Gaud;Le Bizec, Bruno;Schächtele, Alexander;Cariou, Ronan;Vetter, Walter;
Journal journal of the american society for mass spectrometry
Year 2020
DOI
10.1021/jasms.0c00155
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