Simultaneous determination of pesticide residues in vegetable extract by liquid chromatograph tandem mass spectrometry for high recovery rate

Význam tématu

Ochrana bezpečnosti potravin vyžaduje spolehlivou analýzu reziduí pesticidů v potravinářských matricích. Kvantitativní stanovení stovek látek v komplexních vzorcích, jako jsou zeleninové extrakty, pomáhá zajišťovat dodržování limitů a chránit zdraví spotřebitelů. Metodika LC-MS/MS umožňuje vysokou citlivost, selektivitu i flexibilitu pro různé třídy pesticidů.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem studie bylo vyvinout rychlou a univerzální metodu pro simultánní stanovení až 89 pesticidů v extraktu z mrkve s vysokou mírou zpětného získání (recovery) při použití absolutní kalibrace. Autoři se zaměřili na minimalizaci matričních vlivů optimalizací provozních parametrů, zejména průtoku mobilní fáze a polohy ESI sondy.

Použitá metodika

Extrahovaná zelenina (mrkev) prošla úpravou QuEChERS, následovalo ředění acetonitrilem a analýza na UHPLC LCMS-8050. Chromatografie probíhala na C18 kolóně (100×2,0 mm, 1,9 μm) s gradientem methanolu a vodného roztoku 5 mmol/L acetátu amonného. Měření využívalo elektrosprejovou ionizaci v MRM módu se simultánním pozitivním i negativním režimem a ultra rychlým přepínáním polarity.

Použitá instrumentace

• UHPLC systém Nexera™ X2 (Shimadzu)
• Kolona Shim-pack Scepter C18-120, 100×2,0 mm, 1,9 μm
• Triple kvadrupólový MS LCMS-8050 s ESI
• Mobilní fáze: voda/MeOH s 5 mmol/L acetátu amonného

Hlavní výsledky a diskuse

• Lineární oblast: 0,1–20 ng/mL pro 89 pesticidů, rozšíření až na 50 ng/mL pro 78 sloučenin.
• Optimalizace průtoku (0,4 mL/min) a pozice ESI sondy (3 mm) vedla k vyšší míře recovery (85–120 %) a výborné reprodukovatelnosti (RSD ≤5 %).
• Vyšší průtok vedl ke snížení tlaku a kratší době analýzy (32 min včetně ekvilibrace), dlouhá vzdálenost sondy zvýšila intenzity signálu u většiny analytů.
• MRM chromatogramy pro typické nízkocitlivé a negativní sloučeniny prokázaly kvalitní separaci a kvantifikaci při 1 ng/mL.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rychlé monitorování širokého spektra pesticidů v zeleninových extraktech s vysokou citlivostí a přesností. Využití absolutní kalibrace bez nutnosti matričně vázaných standardních sad zjednodušuje rutinní QA/QC laboratoře a zkracuje dobu analýzy.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření počtu analyzovaných látek a dalších potravinářských matric (ovoce, listová zelenina).
• Integrace s vysokorychlostními vzorkovači a automatizací extrakce pro zvýšení průchodnosti.
• Vývoj databází MRM transitions pro rostoucí počet pesticidů a jejich metabolitů.
• Aplikace metod strojového učení pro predikci matričních efektů a další optimalizaci parametrů.

Závěr

Vyvinutá LC-MS/MS metoda kombinuje rychlou chromatografii, optimalizovaný ESI provoz a MRM detekci pro simultánní stanovení 89 pesticidů v zeleninových extraktech. Optimalizace průtoku mobilní fáze a polohy sondy výrazně zlepšila recovery a opakovatelnost, čímž se metoda stává vhodnou pro rutinní monitorování reziduí pesticidů.

Reference

Studie vychází z prezentace „Simultaneous determination of pesticide residues in vegetable extract by LC-MS/MS for high recovery rate“, ASMS 2019, Shimadzu Corporation, May 2019.