Determination of anionic polar pesticides by ion chromatography with serial detection by suppressed conductivity and mass spectrometry

Význam tématu

Bezpečnost potravin a minimalizace reziduí pesticidů jsou klíčové pro ochranu zdraví spotřebitelů a splnění přísných regulačních norem. Aniontové polarizované pesticidy jako glyphosate, AMPA či glufosinate jsou díky své vodorozpustnosti a iontové povaze obtížně analyzovatelné běžnými chromato­grafickými metodami bez derivatizace. Pro rychlý screening i potvrzení přítomnosti těchto látek v potravinách a vodách se osvědčuje spojení iontové chromatografie (IC) s hmotnostní spektrometrií (MS), které zajišťuje citlivou a selektivní detekci i nízkých koncentrací v řádu µg/L.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem aplikace bylo demonstrovat rychlou a robustní analýzu deseti aniontových polarizovaných pesticidů a tří disinfekčních aniontů (chloritu, bromidu, bromátu) pomocí IC s detekcí potlačenou vodivostí a sériovým spojením na jednoduchý kvadrupólový mass spectrometer. Vzorky modelově představovaly extrakty homogenizovaných hrušek a hrášku připravené zjednodušenou metodikou QuPPe.

Použitá metodika a instrumentace

Analýza proběhla na systému Thermo Scientific Dionex ICS-6000 HPIC s eluentním generátorem KOH a kontinuálně regenerovanou aniontovou kolonou Dionex IonPac AS19-4µm (2 × 250 mm) se 2mm guard kolonkou AG19-4µm. Gradient KOH 15–75 mM (14 min) při 0,375 mL/min, teplotě 40 °C, byl sledován potlačenou vodivostí (Dionex ASRS-300, 65 mA) a následně ESI-MS (Thermo Scientific ISQ EC, full scan 60–300 m/z, SIM režim).

Hlavní výsledky a diskuse

• Deset analyzovaných aniontů bylo odděleno do 14 minut s dobře definovanými píkami.
• MDL v rozmezí 1,5–136 µg/L (nejvyšší u glyphosatu, ostatní v jednociferných až desítkách µg/L).
• Kalibrace pro glyphosate, AMPA, glufosinate, 3-MPPA a bialaphos byla lineární (r²>0,998); u ostatních analyzovaných aniontů byl nejlepší fit kvadratický (r²>0,999).
• Reprodukovatelnost retenčních časů RSD <0,5 % a ploch píků RSD <3 % (50 µg/L standard, n=3).
• Recovery spikovaných 100 µg/L standardů v extraktech: 80–120 % (nejnižší AMPA v hruškách 69 %).

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rychlý screening aniontových polarizovaných pesticidů i disinfekčních vedlejších produktů v potravinách a vodách s dostatečnou selektivitou i citlivostí. Sériové potlačené vodivostní a MS detekce poskytuje potvrzení identity analytů. Postup lze aplikovat v QA/QC laboratořích pro rutinní monitoring reziduí.

Budoucí trendy a možnosti využití

V další praxi lze rozšířit detekci o cationtové polarizované pesticidy, zvýšit selektivitu a citlivost nasazením IC–MS/MS nebo IC–HRAM MS. Integrace automatisace extrakce QuPPe a on-line vzorkování dále zrychlí analýzu. Aplikace doplňkových selektivních sorbentních čistíren (SPE) sníží matrix-efekty v náročnějších vzorcích.

Závěr

Sériová detekce potlačenou vodivostí a jednoduchým kvadrupólem MS na IC systému Dionex ICS-6000 představuje cenově výhodný a robustní nástroj pro rychlý screening a potvrzení aniontových polarizovaných pesticidů a disinfekčních aniontů v potravinových extraktech. Metoda splňuje požadavky MDL, linearity, reprodukovatelnosti a recovery pro rutinní monitoring.

Reference

1. Preharvest Staging Guide. Roundup Canada.
2. National Wheat Foundation. The Facts About Glyphosate, Part 1.
3. University of California, Davis. Herbicide Tolerance.
4. Hsiao J. GMOs and Pesticides. Harvard Univ. 2015.
5. U.S. EPA, OPP Ecotoxicity Database.
6. EU Commission. Pesticide Residue Database.
7. German Beer Industry in Shock Over Monsanto Glyphosate Contamination. 2016.
8. U.S. FDA. Pesticide Residue Monitoring Program FY2016.
9. Sewell K. Glyphosate in US Food Samples. MCIR, 2016.
10. Matthews S. Glyphosate in Breakfast Cereals. Slate, 2018.