Analysis of glyphosate, AMPA and 7 other polar pesticides in food and water by SAX chromatography with MS/MS detection

Význam tématu

Glyphosát je nejpoužívanější systémový herbicid na světě a jeho metabolit AMPA je rovněž sledován pro rizika kontaminace potravin a vodních zdrojů. Vysoká polarita těchto látek a jejich afinitní vazba k povrchům z nerezové oceli či plastů představuje výzvu pro spolehlivou kvantitativní analýzu nízkých koncentrací v řádu ppb.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie je prezentovat robustní postup pro současné stanovení glyphosátu, AMPA a sedmi dalších vysoce polárních pesticidů v potravinách a vodě. Metoda kombinuje extrakci dle QuPPE s aniontovou výměnnou chromatografií (SAX) a detekcí pomocí LC/MS/MS na triplekvadrupólovém hmotnostním spektrometru.

Použitá metodika a instrumentace

Sample preparation:

• Vzorek (min. 2 g) se extrahuje metodou QuPPE: pro vzorky s >80 % vody se používá 1:1 obj. kyselinou modifikovaný methanol, pro sušší matice se přidá voda na stejný poměr.

Chromatografické podmínky:

• LC systém: Agilent 1260 Infinity Bio-inert Quaternary LC
• Kolonna: Shodex HILIC VT50 2D
• Objem injekce: 10 μL
• Mobilní fáze: A = 50 % voda, B = 10 % NH4HCO3 v vody, C = 40 % acetonitril; gradient od 40 % A/50 % B/10 % C po 6,5 min ke 0 % A/100 % B, celkově 18 min; průtok 0,2 mL/min.

Hmotnostně spektrometrické podmínky:

• Detekce MRM, ESI v negativním režimu
• Teplota zdroje 140 °C, plynový tok 18 L/min, tlak mlžení 30 psi
• Sheath gas heater 375 °C, sheath gas flow 12 L/min
• Capilární napětí 3 000 V, skenování specifických přechodů pro každou analyzovanou látku.

Hlavní výsledky a diskuse

Chromatografické rozlišení standardů v čisté vodě dosahuje baseline separation všech devíti sloučenin (glyphosát, AMPA, glufosinat, fosetyl, ethefon, MPPA, HEPA, malein hydrazid, N-acetylglufosinat). Při použití extrakčního rozpouštědla QuPPE dochází ke změně retence některých párů (AMPA/fosetyl, MPPA/ethefon), což vyžaduje úpravy gradientu a optimalizaci separace.

Izobarická interference mezi fosetylem a AMPA je způsobena ^13C izotopem fosetylu, který produkuje stejné fragmentační přechody. Pro spolehlivou kvantifikaci je proto nutné chromatograficky oddělit tyto dvě látky.

Metoda poskytuje lineární kalibraci glyphosátu v rozmezí 1–100 ppb s nízkými LOQ (<10 ppb) pro potraviny s vysokým obsahem vody. Recovery testy ukazují pro jahody, pomeranč, papriku, špenát a broskve >80 %, pro kukuřici cca 50 %.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá přímá analýza vysoce polárních pesticidů bez derivatizace.
• Vysoká citlivost a reprodukovatelnost díky bio-inertnímu LC toku a PEEK komponentám.
• Široká aplikace na potraviny s různým obsahem vody a na vzorky pitné a environmentální vody.
• Možnost simultánního sledování až 9 analytů v jediném běhu.

Budoucí trendy a možnosti využití

V dalším vývoji lze metodu rozšířit o další polarické účinné látky, automatizovat přípravu vzorků a přejít na vyšší průtočné rychlosti pro zvýšení vzorkovací kapacity. Kombinace s vysokorozlišovací hmotovou spektrometrií může dále zlepšit selektivitu a specifitu detekce.

Závěr

Popsaná metoda spojuje účinnou extrakci QuPPE se selektivní SAX chromatografií a LC/MS/MS detekcí, čímž umožňuje spolehlivé stanovení glyphosátu, AMPA a sedmi dalších polárních pesticidů v potravinách a vodě s nízkými detekčními limity a dobrými recovery.

Reference

1. Anastassiades M., et al. Quick method for the analysis of numerous highly polar pesticides in foods of plant origin via LC-MS/MS involving simultaneous extraction with methanol (QuPPe-Method). EU Reference Laboratory for pesticides requiring Single Residue Methods (EURL-SRM), 2016.
2. Goodwin L., et al. Tandem mass spectrometric analysis of glyphosate, glufosinate, aminomethylphosphonic acid and methylphosphinicopropionic acid. Rapid Communications in Mass Spectrometry, 17(9):963–969, 2003.