ŠTÚDIUM MOŽNOSTÍ PRENOSU A ON-LINE CHIRÁLNEJ SEPARÁCIE VYBRANÝCH PESTICÍDOV METÓDOU HPLC S POUŽITÍM TECHNIKY PREPÍNANIA KOLÓN

Význam tématu

On-line chirální HPLC separace pesticidů je významná pro rychlé, citlivé a environmentálně šetrné sledování chirálních agrochemikálií. Vzhledem k rozdílné biologické aktivitě enantiomerů je klíčové rozlišit a kvantifikovat jednotlivé formy v zemědělských matricích a půdě. Technika column-switching minimalizuje manipulaci se vzorkem a zvyšuje reprodukovatelnost i citlivost analýzy.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem práce bylo:

• identifikovat vhodnou achirální stacionární fázi pro on-line prekoncentraci epoxikonazolu a permetrinu,
• optimalizovat podmínky chirální separace na stacionární fázi Chiradex v režimu RP-HPLC,
• vyvinout column-switching metodiku propojující achirální kolónu s chirální kolónou pro přímou separaci enantiomerů.

Použitá instrumentace

• HPLC systém Lichrograph (Merck–HITACHI) s pumpou L-6200, UV-VIS detektorem L-4250, mikserem a dvěma šestivstupovými ventily Rheodyne (modely 7125 a 7010).
• Achirální krátká kolóna Silasorb Fenyl (30×3 mm, 10 µm).
• Chirální kolóna Chiradex (250×4 mm, 5 µm).
• Pumpy Gilson Model 302 a software CSW 1.0 (DataApex).

Použitá metodika

Analytické standardy epoxikonazolu a permetrinu byly aplikovány na achirální kolónu Silasorb Fenyl z 70% metanolové fáze. Na základě prierazových křivek a sorpční kapacity (nejvyšší u Silasorb Fenyl) bylo pro přenos zvoleno 2,0 ml mobilní fáze (metanol:voda 50:50). Po zadržení analytu se pomocí ventilu V2 zpětným tokem (back-flush) převedl analyzát na chirální kolónu Chiradex. Optimální složení mobilní fáze pro separaci epoxikonazolu bylo metanol:voda 50:50 (v/v) při průtoku 0,5 ml·min–1, pro permetrin metanol:voda 70:30 (v/v) při průtoku 1,0 ml·min–1.

Hlavní výsledky a diskuse

• Sorpční kapacita: Ze všech testovaných achirálních fází vykázal Silasorb Fenyl nejlepší zadržovací schopnosti pro oba pesticidy.
• Chirální separace: Epoxikonazol dosáhl rozlišení Rs=1,48 (metanol:voda 50:50, 0,5 ml·min–1). Permetrin dosáhl Rs=1,2 pro p1–p2 a Rs=2,2 pro p3–p4 (metanol:voda 70:30, 1,0 ml·min–1).
• On-line metoda: Propojení achirální a chirální kolóny výrazně zkrátilo dobu analýzy a eliminovalo ztráty vzorku.

Přínosy a praktické využití metody

Navržená on-line izolace a chirální separace dovoluje rychlou a vysoce citlivou analýzu chirálních pesticidů v pevných matricích (půda). Metoda je vhodná pro rutinní monitorování zbytků, výzkum enantiomerní toxicity a kontrolu kvality agrochemikálií.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace hmotnostní spektrometrie či fluorescenční detekce pro vyšší selektivitu.
• Rozšíření postupu na další chirální agrochemikálie a jejich metabolity.
• Automatizace vzorkovacího modulu a multiplexní analýza většího počtu vzorků.
• Implementace green chemistry principů s minimalizací organických rozpouštědel.

Závěr

Navržený on-line postup s kolónou Silasorb Fenyl pro prekoncentraci a následnou chirální separaci na Chiradex prokázal efektivní rozlišení enantiomerů epoxikonazolu a permetrinu. Metoda minimalizuje manipulaci, zvyšuje reprodukovatelnost a nabízí perspektivu pro rutinní monitoring chirálních pesticidů.

Reference

1. Li Y., Dong F., Liu X., Xu J., Han Y., Zheng Y.: J. Hazard. Mater. 265, 115 (2014).
2. Abu-Qare A.W., Duncan H.J.: Chemosphere 48, 744 (2002).
3. Ye J., Wu J., Liu W.: Trends Anal. Chem. 28, 1148 (2009).
4. Wang P., Liu D., Jiang S., Gu X., Zhou Z.: Chirality 19, 114 (2007).
5. Bicker W., Lämmerhofer M., Lindner W.: J. Chromatogr. A 1035, 37 (2004).
6. Li Y., Dong F., Liu X., Xu J., Chen X., Han Y., Liang X., Zheng Y.: J. Hazard. Mater. 250, 9 (2013).
7. Pérez-Fernández V., García M.Á., Marina M.L.: J. Chromatogr. A 1217, 968 (2010).
8. Ali I., Aboul-Enein H.Y., Gaitonde V.D., Singh P., Rawat M.S.M.: Chromatographia 70, 223 (2009).
9. Rogatsky E., Braaten K., Cruikshank G., Jayatillake H., Zheng B., Stein D.T.: J. Chromatogr. A 1216, 7721 (2009).
10. Chalányová M., Paulechová M., Hutta M.: J. Sep. Sci. 29, 2149 (2006).
11. Chalányová M., Procházková I., Hutta M.: Chem. Listy 107, 164 (2013).
12. Hutta M., Rybár I., Chalányová M.: J. Chromatogr. A 959, 143 (2002).
13. Húšková R., Kirchner M., Matisová E.: Chem. Listy 101, 1020 (2007).
14. Hennion M.C.: Analysis 26, 131 (1998).
15. Chalányová M., Hutta M., Pagáč M.: J. Sep. Sci. 33, 134 (2010).
16. http://www.chem.agilent.com , staženo 2.9.2015.
17. Bertelsen J.R., De Neergaard E., Smedegaard-Petersen V.: Plant Pathol. 50, 190 (2001).
18. Oudou H.C., Hansen H.C.B.: Chemosphere 49, 1285 (2002).
19. Ramsteiner K.A.: J. Chromatogr. 456, 3 (1988).
20. Mamrošová M.: Diplomová práce. Přírodovědecká fakulta, Univerzita Komenského, Bratislava 2004.
21. Pellati F., Benvenuti S., Melegari M.: J. Pharm. Biomed. Anal. 37, 839 (2005).
22. Pellati F., Benvenuti S.: J. Chromatogr. A 1161, 71 (2007).
23. Cabrera K., Lubda D.: J. Chromatogr. A 666, 433 (1994).
24. Grewe C., Menge S., Griehl C.: J. Chromatogr. A 1166, 97 (2007).
25. Bhushan R., Gupta D.: J. Chromatogr. B 837, 133 (2006).
26. Burmester A., Jastorff B.: J. Chromatogr. A 749, 25 (1996).
27. Guerra P., Eljarrat E., Barceló D.: J. Chromatogr. A 1203, 81 (2008).
28. Brunnenberg M., Kovár K.-A.: J. Chromatogr. B 751, 9 (2001).
29. Shishovská M., Trajkovská V.: Chirality 22, 527 (2010).
30. Lemr K., Ševčík J., Friedecký D., Jonáková A., Jirovský D.: Chemica 38, 41 (1999).