Simultaneous Detection of 88 Pesticides on the TSQ Quantum Discovery Using a Novel LC-MS/MS Method

Význam tématu

Rychlá a spolehlivá detekce reziduí pesticidů v potravinách a životním prostředí je zásadní pro ochranu spotřebitelů a zajištění souladu s přísnými limity stanovenými EPA a FDA. Konvenční techniky často vyžadují dlouhé chromatografické doby nebo selektivní detektory s omezenou citlivostí a specifitou. Multi-reziduální LC-MS/MS metody umožňují simultánní stanovení desítek až stovek pesticidů v jednom běhu, čímž zvyšují analytický průtok, snižují náklady a poskytují vysokou selektivitu při zachování citlivosti.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem bylo vyvinout a demonstrativně ověřit multi-reziduální LC-MS/MS metodu na přístroji Thermo Scientific TSQ Quantum Discovery pro simultánní detekci 88 pesticidů. Studie se zaměřila na:

• skríninkové stanovení všech analyzovaných látek v jediném experimentu s krátkou chromatografickou dobou (16 min);
• využití časových segmentů a vícenásobných SRM skenů pro efektivní akvizici velkého počtu tranzicí;
• vyhodnocení lineárního dynamického rozsahu a absence křížového signálu (cross-talk) mezi koeluujícími komponentami.

Použitá metodika a instrumentace

HPLC separace proběhla na systému Thermo Scientific Surveyor s kolonkou AQUASIL C18 (50×2,1 mm), mobilní fáze A (voda/methanol 80/20) a B (methanol/voda 90/10), obě s 0,05 % kyselinou octovou. Gradient od 100 % A do 100 % B trval 11 min, následuje 12 min při 100 % B a reequilibrace 2 min při 100 % A při průtoku 200 µl/min. MS detekce probíhala na TSQ Quantum Discovery v pozitivním ESI režimu, zdrojová teplota 350 °C, spray 3,5 kV, dusík jako plyn pro rozptyl a auxiliary, CID s Argonem při 1,5 mTorr. Akvizice rozdělena do dvou časových segmentů s celkem 115 SRM přechody s dobami dwell 20 ms.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda umožnila detekci všech 88 pesticidů při koncentraci 50 pg/µl v průběhu 16 min. Vysoce lineární odezva (R² 0,9990–0,9998) byla doložena pro vybrané sloučeniny (např. metamitron, clethodim-sulfoxid, isoxaflutol, iprovalikarbum, methiokarb). Patentovaná ortogonální kolizní buňka TSQ Quantum Discovery efektivně eliminuje cross-talk i při krátkých skenovacích časech, což bylo ověřeno koeluujícími analyty triasulfuron, metasulfuron-methyl a chlorosulfuron sdílejícími produktový ion m/z 167.

Přínosy a praktické využití metody

Vyvinutá LC-MS/MS metoda nabízí:

• výrazné zkrácení doby analýzy pro multi-reziduální skrínink až 88 pesticidů;
• vysokou citlivost a selektivitu bez potřeby interních standardů pro základní kvantitativní stanovení;
• široký lineární rozsah vhodný pro různé tolerance reziduí v potravinách;
• odstranění interference cross-talk pro spolehlivou identifikaci koeluujících látek.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj se očekává v oblasti plně automatizovaných přípravných kroků a datové analýzy s využitím strojového učení pro rychlé vyhodnocení velkých souborů dat. Rozšíření panelů na více než 100 pesticidů a jejich metabolitů umožní komplexnější monitorování. Integrace vysokorychlostních UHPLC kolonek a vysoce rozlišených MS analyzátorů nabídne ještě vyšší propustnost a spolehlivost pro regulované farmaceutické, potravinářské a environmentální analýzy.

Závěr

Prezentovaná LC-MS/MS metoda na TSQ Quantum Discovery poskytuje rychlý, citlivý a specifický nástroj pro multi-reziduální detekci 88 pesticidů. Díky optimalizaci časových segmentů a automatické multikomponentní optimalizaci se výrazně zkracuje vývoj metodiky, zatímco vysoká lineárnost a eliminace cross-talku zajišťují spolehlivé výsledky pro náročné skríninkové analýzy.

Reference

1. U.S. Environmental Protection Agency. Code of Federal Regulations 40, Part 180. EPA.
2. Pesticide Analytical Manual Volume I, Sections 3–4. FDA, Transmittal 94-1, Form 2905a.