Measurement of Underivatized Glyphosate and Other Polar Pesticides in Aqueous Matrices Using LC-TQ

Význam tématu

Detekce a kvantifikace podílu herbicidu glyphosatu a příbuzných polarních pesticidů v různých vodních matricích je zásadní pro hodnocení jejich ekologického dopadu a souladu s legislativními limity. Vzhledem ke značné polární povaze molekul a schopnosti chelátu vytvořením komplexů s stopovými kovy vyžaduje tato analýza vysoce citlivé a selektivní metody bez nutnosti časově náročné derivatizace.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo vyvinout jednoduchou, ale citlivou LC-MS/MS metodu pro stanovení neodvozeného glyphosatu a sedmi dalších polarních pesticidů (AMPA, glufosinate, HEPA, MPPA, N-acetylglufosinate, ethephon, fosetyl) v povrchové, pitné vodě a víně. Studie propojuje optimalizovanou přípravu vzorku, chromatografii a hmotnostní spektrometrii v integrované Agilent LC-TQ platformě.

Použitá metodika a instrumentace

• Příprava vzorků:

• Povrchová voda: odstředění, filtr na 0,2 μm PES, okyselení 0,1 % kyselinou mravenčí.
• Pitná voda: filtr 0,2 μm PES, okyselení 0,1 % kyselinou mravenčí.
• Víno: filtr 0,2 μm, 1:9 ředění vodou typu I, okyselení 0,1 % kyselinou mravenčí.

• Chromatografie:

• Kolona Agilent InfinityLab Poroshell 120 CS-C18 (2,1 × 150 mm, 2,7 μm), pH stabilita 1-11, dobrý tvar píků v kyselém prostředí.
• Mobilní fáze A: voda + 0,1 % kyseliny mravenčí + 5 μM deaktivačního přísady; B: methanol + 0,1 % kyseliny mravenčí.
• Gradient: 0–1,5 min 99,9 % A; 1,5–2 min 80 % A–20 % B; 4 min 60 % A–40 % B; 4,1 min 100 % B; celkem 8 min.
• Průtok 0,35 mL/min, injekce 25 μL, kolona 40 °C.

• PEEK-vyztužený tokový okruh a deaktivační přísada zamezily interakcím fosfonátů se stopovými kovy.

Použitá instrumentace

• UHPLC Agilent 1290 Infinity II s multisamplerem, multikolonovým termostatem a binárním pumpami.
• Kolona InfinityLab Poroshell 120 CS-C18.
• MS Agilent 6470 Triple Quadrupole s JetStream ESI (dynamické MRM, obousměrná polarita).

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda prokázala lineární odezvu v rozsahu 10–10 000 ng/L (pro NAG a fosetyl) až do 100–10 000 ng/L (pro AMPA), s R2 obvykle > 0,998. LOQ se pohybuje od 10 ng/L u NAG a fosetylu, 25 ng/L u glyphosatu a glufosinate až po 100 ng/L u AMPA. MDL pro glyphosát byla vypočítána kolem 7,5 ng/L při statistické úrovni 99 % jistoty. Chromatografické piny jsou dobře rozlišené během 0,95–5,0 min, bez pozorovatelného driftu či rozostření díky vhodné kolonce a přísadám.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá příprava vzorku bez derivatizace a bez nutnosti složitého čištění.
• Vysoká citlivost a reprodukovatelnost v nízkopartikelových koncentracích.
• Široká kompatibilita s různými matricemi (povrchová voda, pitná voda, víno).
• Plná automatizace analýzy pomocí standardního LC-MS vybavení poskytuje vhodnost pro rutinní monitoring kvality vody a potravin.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace on-line SPE pro další snížení pracovní náročnosti.
• Rozšíření o netarget screening dalších polárních kontaminantů.
• Aplikace HRMS pro potvrzování struktur a neznámých metabolitů.
• Miniaturizace a zvýšení throughput pro environmentální monitorovací sítě.
• Adaptace na zelené eluenty a snížení spotřeby organických rozpouštědel.

Závěr

Prezentovaná LC-MS/MS metoda oproti derivačním postupům nabízí rychlý, citlivý a reprodukovatelný protokol pro stanovení glyphosatu a sedmi polarních pesticidů v různých vodních a alkoholických matricích. Díky optimalizovanému toku, deaktivační přísadě a kolonce s unikátní selektivitou lze dosáhnout nízkých LOQ a vysoké robustnosti, což metodu předurčuje pro rutinní environmentální i potravinářský monitoring.

Reference

• Pest Management Science, 64 (2008), 319–325.
• Analytical Chemistry, 90 (2018), 9457–9464.
• US EPA Clean Water Act Analytical Methods.