GC/Q-TOF workflows for comprehensive pesticide analysis

Význam tématu

Monitoring pesticidů ve vodním prostředí je klíčový pro ochranu veřejného zdraví a životního prostředí. Vysokorozlišovací GC/Q-TOF hmotnostní spektrometrie umožňuje současnou kvantitativní a kvalitativní analýzu širokého spektra látek s vysokou selektivitou a citlivostí.

Cíle a přehled studie

Studie představuje tři vzájemně se doplňující pracovní postupy pro komplexní analýzu pesticidů v povrchových vodách:

• cílená kvantifikace 21 pesticidů v módu negativní chemické ionizace (NCI),
• suspekt screening přibližně 750 látek s využitím elektrónové ionizace (EI) a databáze Agilent Pesticide PCDL,
• nontarget screening dekonvolucí spekter a vyhledáváním v knihovnách NIST14 a Pesticide PCDL.

Analýza proběhla na 51 vzorcích z oblasti řeky Sacramento/San Joaquin před, během a po deštích.

Použitá metodika a instrumentace

• Odběr a příprava vzorků: 1 L vzorků filtrován přes GF/F, extrahován polymerní SPE a filtrové matrice sonikací v hexan/acetonu, koncentrováno na 0,2 mL.
• Chromatografie a detekce: GC 7890B / Q-TOF 7200B; módy NCI (methan) a EI; kolona HP-5MS; program teploty 100–300 °C.
• Software: MassHunter Quantitative B.07.00 pro cílenou analýzu, Qualitative B.07.00 Find by Formula (FBF) workflow pro suspekt screening, Unknowns Analysis pro nontarget screening.

Použitá instrumentace

• Agilent 7890B GC s injektorem splitless, kolona Agilent HP-5MS (30 m × 0,25 mm, 0,25 µm).
• Agilent 7200B Q-TOF s módy NCI a EI, zdrojová teplota 200–300 °C, rozsah skenování 35–1000 m/z.
• Databáze: NIST14 unit mass spectral library, Agilent Pesticide Personal Compound Database and Library (PCDL) verze B.08.00.

Hlavní výsledky a diskuse

• Cílená analýza: Z 21 validovaných pesticidů mělo 17 látek recovery >70 % a MDL do 1 ng/L; 16 bylo v reálných vzorcích detekováno v koncentracích 0,6–33 ng/L.
• Suspekt screening: Metoda FBF identifikovala dalších 41 podezřelých látek, z nichž 33 bylo potvrzeno standardy, 17 unikátně detekováno pouze GC-EI-Q-TOF.
• Nontarget screening: Unknowns Analysis odhalila 25 pesticidů, 3 transformační produkty, 6 organofosfátů, fenolické antioxidanty a další kontaminanty, včetně plastifikátorů a zpomalovačů hoření.

Přínosy a praktické využití metody

Uvedené pracovní postupy umožňují simultánní kvantitativní určení známých pesticidů a širokospektrální screening nových či nečekaných kontaminantů. Vysoká selektivita a přesnost dat snižuje chybovost a zvyšuje spolehlivost hodnocení expozice.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrované workflow GC/Q-TOF a LC/Q-TOF pro rozšíření polarity analyzovaných látek.
• Rozšíření a aktualizace databází PCDL pro větší pokrytí škály agrochemikálií a jejich metabolitů.
• Automatizace a umělá inteligence pro rychlejší dekonvoluci a interpretaci složitých spekter.
• Miniaturizace a terénní přístroje pro rychlou detekci znečištění in-situ.

Závěr

Kombinace cílených, suspektních a nontarget workflow na platformě GC/Q-TOF poskytuje komplexní nástroj pro sledování pesticidů v životním prostředí. Metoda spojuje nízké detekční limity s vysokou selektivitou a možností odhalit dosud neznámé kontaminanty.

Reference

• Moschet C. et al. LC- and GC-Q-TOF-MS as Complimentary Tools for a Comprehensive Micropollutant Analysis in Aquatic Systems. Environ. Sci. Technol. 2017, 51(3), 1553–1561.
• Moschet C.; Young T. M.; Anumol T. LC/Q-TOF Workflows for Comprehensive Micropollutant Analysis. Agilent Technologies Application Note, 5991-8459EN, 2017.
• Chen K.; Sanderson J. Screening of Pesticides and Other Contaminants in Food Matrices Using a Novel Highresolution GC/Q-TOF with a Lowenergycapable EI Source. Agilent Technologies Application Note, 5991-8170EN, 2017.