GC/Q-TOF MS Surveillance of Pesticides in Food

Význam tématu

Pesticidní rezidua v potravinách představují zásadní riziko pro lidské zdraví a vyžadují systematické monitorování v souladu s legislativními limity MRL. S rostoucím počtem používaných aktivních látek narůstá potřeba vysoce citlivých a širokospektrálních analytických přístupů. Kombinace kvantitativního a kvalitativního screeningu v jednom běhu přináší výraznou úsporu času a zdrojů v rutinním provozu.

Cíle a přehled studie

Studie demonstruje integrovaný workflow pro simultánní kvantitativní a kvalitativní screening 120 pesticidů ve vybraných potravinových matricích pomocí vysokého rozlišení GC/Q-TOF MS, softwaru MassHunter a aktualizované osobní databáze a knihovny pesticidů (PCDL). Cílem bylo ověřit linearitu, opakovatelnost, detekovatelnost a kvalitu identifikace během jednoho vstřiku.

Použitá metodika

Vzorky jablek, avokáda, okurky, broskve, rajčat a lososa byly extrahovány metodou QuEChERS (EN 15662 a AOAC 2007.1) s použitím dispersních souprav SPE a EMR-Lipid pro vzorky s vysokým obsahem tuku. Extrakty byly spikeovány směsí standardů pesticidek na úrovních 5–200 ng/mL. Pro hodnocení kvantitativního screeningu byla použita šestistupňová matice-vázaná kalibrace a rychlý dvoubodový screening při 10 ng/mL.

Použitá instrumentace

Analýzy probíhaly na přístrojové sestavě Agilent 7890B GC s mid-column backflush a duální kolony HP-5ms UI (15 m × 0,25 mm, 0,25 µm), spojené s Agilent 7200B Q-TOF MS. GC byl provozován v režimu cold splitless, oven program 60 °C až 310 °C. Q-TOF MS v režimu EI, rozsah 45–550 m/z, rychlost 5 Hz, akvizice 4 GHz, retenční čas zajištěn na chlorpyrifos-methyl.

Hlavní výsledky a diskuse

Lineární kalibrace 5–200 ng/mL dosáhla R2 ≥ 0,99 pro většinu analyzovaných pesticidů. Rychlý kvantitativní screening při 10 ng/mL vykázal odchylky ±20 % u více než 117 sloučenin ve všech matricích. Kvalitativní screening identifikoval přes 116 pesticidů při 10 ng/mL s minimálně dvěma vyhodnocenými ionty. Retenční časy měly odchylku SD < 0,01 min, odezvy RSD většinou pod 10 %, poměry iontů v rámci ±30 % a hmotnostní přesnost < 5 ppm pro většinu látek. Dlouhodobá stabilita metody byla prokázána sérií 36 analyzovaných vzorků.

Přínosy a praktické využití metody

Navržený GC/Q-TOF MS workflow umožňuje jedním vstřikem provést přesný kvantitativní screening i širokospektrální podezřelý kvalitativní screening. Flexibilita volby kalibrace šetří čas i náklady a vysoké rozlišení zvyšuje jistotu identifikace. Metoda je vhodná pro rutinní laboratoře QA/QC i výzkumné týmy.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření databází PCDL o nové pesticidní aktivní látky, integrace s nekonvenčními technikami přípravy vzorků a rozvoj pokročilé datové analýzy včetně strojového učení. HRMS technologie nachází uplatnění nejen v potravinářské chemii, ale i v environmentálním a klinickém monitoringu.

Závěr

Kombinované GC/Q-TOF MS workflow pro kvantitativní a kvalitativní screening pesticidů poskytuje robustní, rychlý a spolehlivý přístup pro zajištění bezpečnosti potravin. Metoda splňuje požadavky na linearitu, opakovatelnost a identifikaci při nízkých koncentracích.

Reference

1. SANTE/11945/2015 Guidance document on analytical quality control and method validation procedures for pesticide residues analysis in food and feed.
2. Wylie P L, Stevens J, Nieto S Screening for More Than 740 Pesticide Residues in Food Using an Agilent GC/Q-TOF and an Exact Mass Pesticide Library, Agilent Application Note 5991-5633EN (2015).
3. Fernández-Alba A R, Uclés S, Riener J Screening for Hundreds of Pesticide Residues Using a GC/Q-TOF with an Exact Mass Pesticide Database in Food, Agilent Application Note 5991-5894EN (2015).
4. Chen K, Stevens J, Nieto S GC/Q-TOF Screening of Pesticides in Food – Searching and Verification using Agilent MassHunter GC/Q-TOF Pesticide PCDL, Agilent Application Note 5991-6884EN (2016).
5. Lehotay S J, Sapozhnikova Y Current issues involving screening and identification of chemical contaminants in foods by mass spectrometry, Trends Anal Chem 60, 62–75 (2015).