LC-MS/MS Analysis of Pesticide Residues in Rice and Unexpected Detection of Residues in an Organic Rice Sample

Význam tématu

Rýže je jednou z nejrozšířenějších potravin na světě a její produkce často vyžaduje použití pesticidů, které chrání úrodu, ale mohou zanechávat rezidua škodlivá pro lidské zdraví i životní prostředí. Monitorování těchto zbytků včetně vzorků označených jako ekologické je klíčové pro dodržení legislativních limitů a zajištění kvality potravin.

Cíle a přehled studie

Cílem této práce bylo vyvinout rychlou a citlivou vícekomponentní metodu pro stanovení více než 200 pesticidů v různých typech rýže, včetně basmati, jasmínové a organické hnědé. Studie zahrnovala validaci lineárních rozsahů, výtěžnosti extrakce a aplikaci metody na komerční vzorky, přičemž byla překvapivě odhalena přítomnost reziduí i v organické rýži.

Použitá metodika

Vzorky rýže byly nejprve rozemlety na prášek, poté homogenizovány vodou a extrahovány 1% kyselinou octovou v acetonitrilu za použití modifikovaného postupu QuEChERS. Po centrifugaci byl extrakt koncentrován pod dusíkem, rekonstituován v 50:50 voda:acetonitril a filtrován PTFE stříkačkovým filtrem. Kalibrace probíhala jak v čistém rozpouštědle, tak v matrici, a pro přesné stanovení inkorporovaných reziduí byla využita metoda standardního přídavku.

Použitá instrumentace

• ACQUITY UPLC H-Class systém s kolonkou BEH C18 (2,1 × 100 mm, 1,7 µm)
• Xeno TQD tandémová kvadrupólová hmotnostní spektrometrie
• MassLynx MS Software a TargetLynx Application Manager pro automatizovanou zpracování dat
• Waters DisQuE QuEChERS pouches pro disperzní extrakci
• LC multi-residue pesticide standards kit pro přípravu standardních směsí

Hlavní výsledky a diskuse

Všech více než 200 analyzovaných pesticidů bylo detekováno pod úrovní maximálních reziduí stanovených EU (0,01–8 mg/kg). Více než 85 % ukázalo v matrici lineární odezvu s koeficientem determinace R² > 0,99, zbývající analyty měly R² > 0,98. Výtěžnosti extrakce pro 92 % pesticidů spadaly do akceptovatelného intervalu 70–120 %, RSD byly obecně nižší než 20 %. Při analýze komerčních vzorků byly v konvenčních rýžích zjištěny jednotlivé rezidua (např. piperonyl butoxid, imidacloprid), u organické hnědé rýže byly detekovány nízké koncentrace pesticidů, které však nepřekročily toleranční limity FDA/EPA. Standardní přídavek umožnil přesnou kvantifikaci sedmi pesticidů v jednom basmati vzorku.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje jednorázovou injekci k získání kvalitativních i kvantitativních údajů pro stovky látek. Díky jednoduché přípravě vzorku a automatizovanému zpracování dat šetří čas a náklady v laboratořích potravinové bezpečnosti a kontroly kvality. Standardní přídavek v TargetLynx usnadňuje přesné stanovení inkorporovaných reziduí.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření podobných metod na další potravinové a environmentální matrice, včetně neznámého screeningového přístupu (non-target screening). Dále je možné zvýšit propustnost analýz pomocí paralelizace UPLC a propojení se cloudovými platformami pro sdílení a porovnávání dat. Vývoj softwarových nástrojů by mohl zpřístupnit pokročilé algoritmy pro identifikaci nečekaných kontaminantů.

Závěr

Představená LC-MS/MS metoda založená na modifikovaném QuEChERS přístupu prokázala vysokou citlivost, linearitu a reprodukovatelnost při stanovení více než 200 pesticidů v rýži. Dokáže spolehlivě odhalit rezidua pod stanovenými limity a poskytuje komplexní nástroj pro rutinní monitoring i vyšetřování neočekávaných kontaminací, například v organických potravinách.

Reference

1. Horizon Scan database, UK Food and Environment Research Agency, údaje 2011–2014.
2. Pareja L., Cesio V., Heinzen H., Fernández-Alba A. R., "Evaluation of various QuEChERS based methods for the analysis of herbicides and other commonly used pesticides in polished rice by LC-MS/MS", Talanta, 83(5):1613–1622, 2011.
3. Waters Corporation, "DisQuE Dispersive Sample Preparation", brožura č. 720003048en, červen 2012.
4. Electronic Code of Federal Regulations Title 7, Agriculture, Part 205 National Organic Program, U.S. Government Publishing Office, 2015.