Brewing Excellence: Quantitating Over 200 Pesticides in Black Tea with Steady Performance and Maximized Uptime by GC/MS/MS

Význam tématu

Černý čaj je jedním z nejčastěji konzumovaných nealkoholických nápojů na světě, přičemž pro boj s škůdci se na plantážích často používá široké spektrum pesticidů. Kontrola reziduí těchto látek v čaji je nezbytná pro zajištění bezpečnosti spotřebitelů a splnění přísných legislativních limitů (MRL) stanovených např. Evropskou unií či americkou EPA.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem této studie bylo vyvinout a ověřit citlivou, robustní a vysoce výkonnou metodu pro kvantifikaci 246 pesticidních aktivních látek v extraktu černého čaje. Metoda využívá optimalizované přípravy vzorku, pokročilou GC/MS/MS instrumentaci s inteligentními funkcemi a zajišťuje dlouhodobou stabilitu analýzy s minimální údržbou.

Použitá metodika a instrumentace

Pracovní postup byl sestaven následovně:

• Příprava vzorku: QuEChERS extrakce s acetonitrilem upraveným 2 % kyselinou mravenčí a solí EN, následovaná EMR–GPD pass-through cleanupem (Captiva EMR–GPD, Agilent).
• Vyparení a 5× ředění sušeného eluátu pro snížení matricových interferencí.
• Chromatografie: Agilent 8890 GC s multimode inlet (MMI) v režimu cold splitless, midcolumn backflush skrze PuU a PSD modul.
• Detekce: Agilent 7010D Triple Quadrupole MS s druhou generací High Efficiency Source 2.0 (HES 2.0) pro zlepšenou robustnost a citlivost.
• Autosampler: Agilent 7693A s vrstveným sandwich vstřikováním interního standardu parathion-d10.
• Akvizice: dynamic MRM s databází Agilent P&EP 4.0 (MassHunter Acquisition 13.0), optimalizované přechody pro doplněné sloučeniny pomocí MassHunter Optimizer.
• Software: MassHunter Quantitative Analysis 12.1 a Qualitative Analysis 12.0 pro vyhodnocení dat.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda dosáhla limitů kvantifikace (LOQ) až 0,01 ppb pro 34 % analyzovaných pesticidů, ≤ 0,1 ppb pro 74 % a < 2 ppb pro 96 %. Kalibrační křivky byly lineární nebo kvadratické s korelačním koeficientem R² > 0,99 a relativní chyba zpětných výpočtů < 20 % v rozsahu 0,01–1 000 ppb. Robustnost metody potvrdilo 800 po sobě jdoucích injekcí černého čaje s 2 ppb pesticidů, kdy u 176 sloučenin činilo RSD < 20 %. Full-scan mapování ukázalo redukci matricových složek pomocí EMR cleanupu a midcolumn backflush minimalizoval kontaminaci MSD.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí následující výhody:

• Velmi nízké detekční limity splňující SANTE 11312/2021 a globální MRL.
• Široký dynamický rozsah až pět řádů umožňující monitorování různých reziduí.
• Automatizovaný monitoring zdraví přístroje (Early Maintenance Feedback, stav EM, retention time locking) zaručuje maximální provozní dostupnost.
• Efektivní matricový cleanup (EMR) snižuje in-source zatížení, prodlužuje intervaly údržby a zvyšuje přesnost.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření inteligentních GC/TQ systémů s prediktivní údržbou a cloudovým dohledem parametrů přístroje. Retention time locking a databázové přístupy budou integrovány do uživatelsky přívětivých platforem pro rychlé nasazení metod. Workflow lze adaptovat na další náročné matricované vzorky (bylinné extrakty, koření) a rozšířit o vysoce rozlišenou detekci (HRMS).

Závěr

Popsaná metoda poskytuje komplexní řešení pro citlivou, přesnou a vysoce propustnou kvantifikaci reziduí více než 200 pesticidů v černém čaji. Kombinace moderní GC/MS/MS instrumentace, inteligentních funkcí a efektivního cleanupu umožňuje dlouhodobou stabilitu analýzy bez nutnosti časté údržby.

Reference

1. Mehri A.; Taleb R.; Elaridi J.; Hassan H.F. Analytical Methods Used to Determine Pesticide Residues in Tea: A Systematic Review. Applied Food Research 2022, 2(1), 100131.
2. Analytical Quality Control and Method Validation Procedures for Pesticide Residues Analysis in Food and Feed. SANTE 11312/2021.
3. Tolerances and Exemptions for Pesticide Chemical Residues in Food. 40 CFR, US EPA.
4. Lozano A.; Rajski L.; Belmonte-Valles N.; Uclés A.; Uclés S.; Mezcua M.; Fernández-Alba A.P. Pesticide Analysis in Teas and Chamomile by LC-MS/MS and GC-MS/MS Using a Modified QuEChERS Method: Validation and Pilot Survey in Real Samples. J. Chrom. A 2012, 1268, 109–122.
5. Agilent Technologies. Pesticide and Environmental Pollutants MRM Database 4.0, G9250AA.
6. Maštovská K.; Lehotay S.J.; Anastassiades M. Combination of Analyte Protectants to Overcome Matrix Effects in Routine GC Analysis of Pesticide Residues in Food Matrices. Anal. Chem. 2005, 77, 8129–8137.
7. Agilent Technologies. Five Keys to Unlock Maximum Performance in the Analysis of Over 200 Pesticides in Challenging Food Matrices by GC/MS/MS. Application Note 5994-4965EN 2022.