Accurately Identify and Quantify One Hundred Pesticides in a Single GC Run

Význam tématu

Kontrola zbytkových pesticidů v potravinách je klíčová pro bezpečnost a kvalitu potravin. Moderní zemědělství využívá stovky chemikálií, což klade vysoké nároky na analytické laboratoře. Schopnost rychle a přesně identifikovat a kvantifikovat desítky až stovky pesticidů v jediném chromatografickém běhu umožňuje uspokojit potřebu vysokoprůtokových metod a zaručit plnění přísných legislativních limitů.

Cíle a přehled studie

Studie porovnává tradiční časově segmentované (TS) MRM akvizice s dynamickým MRM (dMRM) na příkladu 195 pesticidů v osmi potravinových matricích. Cílem bylo vyhodnotit:

• Schopnost metody udržet citlivost při vysokém počtu analyzovaných látek
• Optimalizaci doby trvání měření (20 vs. 40 minut) a kvality dat
• Rychlost vývoje metody a flexibilitu při přidávání nových sloučenin

Použitá metodika a instrumentace

Všechny vzorky (cibule, pomeranč, med, okurka, rýže, špenát, čaj a olivový olej) byly extrahovány metodou QuEChERS s odpovídajícím dispersním SPE pro očištění. Analýzy probíhaly na GC 7890B s multimodálním vstřikovacím MMI a dvojicí 15m HP-5ms Ultra Inert kolonek propojených PUU spojkou pro midcolumn backflush. Spektrální data se sbírala na trojkvadrupólovém hmotovém spektrometru 7010A.

Parametry MS pro TS a dMRM:

• Elektronová energie 70 eV, zdroj 300 °C, kvadrupóly 150 °C
• TS: pevné časové segmenty, dwell time 10 ms, 2–3 MRM přechody na analyz
• dMRM: dynamické plánování přechodů podle retenčních časů, optimalizované dwell časy pro konstantní MS cyklus

Hlavní výsledky a diskuse

dMRM umožnil výrazně delší dwell časy pro každý přechod při zachování konstantní míry vzorkování okolo 5 skenů/s. Ve vyhodnocení:

• 90 % pesticidů dosáhlo kalibrační křivky s R2 ≥ 0,990
• Limit kvantifikace (LOQ) u 90 % analyzovaných látek ≤ 1,5 pg/µL
• Reprodukovatelnost (RSD) ≤ 30 % pro všechny

Chromatogramy ve 20min a 40min režimu pro různé matrice prokázaly obdobnou či lepší kvalitu separace oproti TS metodě.

Přínosy a praktické využití metody

dMRM významně zkracuje čas vývoje metody a usnadňuje přidávání či odstraňování sloučenin bez nutnosti ručního nastavování segmentů. Metoda poskytuje vysokou citlivost i ve složitých matricích, zvyšuje průchodnost vzorků a minimalizuje riziko kolizí MRM přechodů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další automatizace vývoje MS metod, rozšíření databází přechodů s AI podporou a uplatnění dMRM v kapalinové chromatografii (LC‐MS/MS). Dále je perspektivní integrace rychlých GC programů s moderními hmotovými spektrometry a aplikace v monitoringu životního prostředí.

Závěr

dMRM akvizice na GC-MS/MS představuje flexibilní a efektivní nástroj pro multireziduální analýzu pesticidů. Nabízí stejné či lepší výsledky než tradiční TS metody při významném snížení nároků na vývoj a údržbu metody, což umožňuje laboratořím rychle reagovat na nové analytické výzvy.

Reference

• Anastassiades M, Lehotay SJ, Štajnbaher D, Schenck FS. J AOAC Int. 2003;86:412–431.
• Lehotay SJ, Mastovská K, Lightfield AR. J AOAC Int. 2005;88:615–629.
• Westland J, Stevens J. An Optimal Method for the Analysis of Pesticides in a Variety of Matrices; Application Note, Agilent Technologies, Inc. 2016.