Multi-Residue Pesticide Analysis in Cumin using GC-MS/MS

Význam tématu

Cumin (Cuminum cyminum) je oblíbené koření a tradiční léčivo používané více než 2000 let. Zvýšené používání pesticidů při pěstování kuminu zvyšuje riziko reziduí, která mohou ohrozit lidské zdraví a překročit limity stanovené legislativou. Vyvinutí a validace více-reziduální analytické metody s dostatečnou citlivostí a spolehlivostí je proto nezbytné pro zajištění bezpečnosti potravin a plnění norem kvality.

Cíle a přehled studie

Studie se zaměřila na vývoj a validaci metody pro simultánní stanovení 169 pesticidů v semenech kuminu indického původu. Použitým přístrojem byl plynový chromatograf Shimadzu GCMS-TQ8040 NX vybavený technikou tandemové hmotnostní spektrometrie (GC-MS/MS). Vzorky byly připraveny modifikovanou verzí metody QuEChERS, výsledky byly vyhodnoceny dle SANTE/12682/2019.

Použitá metodika

Proces přípravy vzorku a standardů:

• Rozemleté semeno kuminu extrahováno acetonitrilem a MgSO₄.
• Čištění extraktu pomocí sorbentů C18, grafitového uhlí (GCB), PSA a MgSO₄.
• Filtrace přes 0,22 µm PTFE membránu, dvojité zředění pro dosažení vhodné koncentrace.
• Příprava matrix-matched kalibračních standardů v rozsahu 1–100 µg/L.
• Sestavení multireziduálního standardu 169 pesticidů s počáteční koncentrací 1000 ppb.

Použitá instrumentace

• GC-MS/MS: Shimadzu GCMS-TQ8040 NX s auto-injektorem AOC-20i+s.
• Kolona: SH-I-Rxi-5Sil MS, 30 m×0,25 mm×0,25 µm.
• Parametry GC: injektor 250 °C, splitless 250 kPa, programová teplota 80→180 °C při 20 °C/min, 180→300 °C při 5 °C/min, doba běhu 34 min.
• MS/MS: EI, rozhraní 280 °C, iontové zdroje 230 °C, helium jako nosný plyn, konstantní lineární rychlost 40,4 cm/s.
• Datové zpracování v softwaru LabSolutions Insight s MRM přechody (1 cílový + 2 referenční fragmenty).

Hlavní výsledky a diskuse

Linearity a kalibrace:

• Matrix-matched multilevel kalibrace 1–100 µg/L splnila přesnost 80–120 % (SANTE).

Recovery a reprodukovatelnost:

• LOQ 10 µg/kg pro 131 pesticidů, LOQ 20 µg/kg pro 38 ostatních (označené *).
• Průměrné recoveries v rozmezí 70–120 % při spikingu 10 a 20 µg/kg.
• % RSD < 20 % pro všech šest paralelních vzorků při LOQ úrovni.

Metoda prokázala vysokou citlivost i opakovatelnost navzdory komplikovanému matričnímu složení kuminu.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlé a robustní stanovení širokého spektra pesticidů v koření s vysokým obsahem tuků a sacharidů.
• Splnění požadavků EU a národních MRL regulací.
• Vhodné pro rutinní QA/QC laboratoře a kontrolu bezpečnosti potravin.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření spektra analyzovaných látek o polar­nější rezidua pomocí doplňkových technik (LC-MS/MS).
• Integrace vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie (HRMS) pro neznámé neklasifikované rezidua.
• Automatizace přípravy vzorků a zpracování dat s využitím umělé inteligence pro rychlejší vyhodnocení.
• Miniaturizace extrakčních postupů a zelené rozpouštědla ke snížení spotřeby chemikálií.

Závěr

Popsaná metoda umožňuje spolehlivou a citlivou analýzu 169 pesticidů v semenech kuminu, přičemž splňuje přísné požadavky SANTE na linearitu, recoveries a reprodukovatelnost. Kombinace modifikované QuEChERS přípravy a GC-MS/MS měřením na přístroji Shimadzu GCMS-TQ8040 NX poskytuje rutinně implementovatelný analytický postup pro kontrolu potravinové bezpečnosti.

Reference

1. GB 2763-2019 National Food Safety Standard—Maximum Residue Limits for Pesticides in Food; https://www.codeofchina.com/standard/GB2763-2019.html
2. Anastassiades M., Lehotay S. J., Štajnbaher D., Schenck F. J., Fast and Easy Multiresidue Method Employing Acetonitrile Extraction/Partitioning and “Dispersive Solid-Phase Extraction” for the Determination of Pesticide Residues in Produce, J. AOAC Int., 86, 412–431 (2003).
3. Guidance document on analytical quality control and method validation procedures for pesticide residues and analysis in food and feed, SANTE/12682/2019.