Interlaboratory comparison study of two gas chromatography injection techniques viz. liquid and dynamic headspace for trace level quantification of Ethylene Oxide (EtO) and 2-Chloroethanol (2-CE) in ginger powder sample by using tandem mass spectrometry

Význam tématu

Quantifikace etylenoxidu a jeho metabolitu 2-chlorethanolu v potravinových maticích na stopových úrovních je klíčová vzhledem k vysoké karcinogenitě a mutagenitě obou sloučenin. Regulace EU stanovuje přísné MRL hodnoty pro různé komodity, přičemž žádná hladina expozice není považována za zcela bezpečnou.

Cíle a přehled studie

Cílem mezinárodní mezilaboratorní studie bylo porovnat dvě techniky vtriku do plynové chromatografie – klasickou kapalnou injekci a dynamickou hlavičkovou extrakci – pro kvantifikaci etylenoxidu (EtO) a 2-chlorethanolu (2-CE) v práškovém zázvoru. Studie se zaměřila na robustnost, přesnost a reprodukovatelnost obou přístupů při stopových koncentracích.

Použitá instrumentace

Pro analýzu byla využita soustava Shimadzu GCMS-TQ8050 NX vybavená:

• dvoučelním sériovým kvadrupólem (TQ8050 NX)
• automatickým liquid samplerem AOC-20i/s
• dynamickým hlavičkovým extraktorem HS-20 NX

Použité GC kolony a parametry MS/MS (MRM přechody) byly optimalizovány pro EtO a 2-CE.

Použitá metodika

Byly vyvinuty dva postupy přípravy vzorku:

• Kapalná extrakce: 2 g homogenátu zázvoru se extrahovalo 10 ml acetonitrilu, následuje disperzní SPE čisticí krok (MgSO4, PSA, C18, GCB) a centrifugace.
• Dynamická hlavičková extrakce: 2 g vzorku v HS lahvičce, ohřev na 65 °C nebo 125 °C, vícenásobný odběr (MIC) do GC bez přímé manipulace s kapalnou fází.

Obě metody použily elektronu ionizaci (EI) a MRM přechody 44>29, 44>28, 44>14 pro EtO a 80>31, 80>44, 82>31 pro 2-CE.

Hlavní výsledky a diskuse

Linearity metody dosáhly koeficientu determinace nad 0,999 u obou analytů.

• Kapalinová metoda vykázala variabilní extrakční výtěžky podle experimentálních podmínek (330–580 ppb při nominálních hodnotách 400–800 ppb).
• Dynamická HS metoda prokázala konzistentní a vyšší výtěžky (582–619 ppb) s menšími rozptyly.
• Interlaboratorní studie potvrdila dobrou reprodukovatelnost obou postupů, přičemž HS metoda vyžadovala méně optimalizačních kroků.

Chromatogramy ukázaly ostré píky bez významných rušivých vlivů matrice.

Přínosy a praktické využití metody

Dynamická hlavičková extrakce nabízí:

• minimalizaci manipulace se vzorkem
• rychlejší přípravu
• uzavřený systém s vysokou přesností a reprodukovatelností

Kapalinová injekce je vhodná při omezené dostupnosti HS zařízení a pro další modifikace extrakce v kapalné fázi.

Budoucí trendy a možnosti využití

Možné směry dalšího vývoje:

• rozšíření dynamického HS na jiné volatilní a polovolitní kontaminanty
• automatisace přípravy vzorků včetně MIC režimu
• integrace s online vzorkováním pro vysokoprůchodové analýzy

Závěr

Mezilaboratorní srovnání potvrdilo, že obě chromatografické techniky jsou schopny spolehlivě kvantifikovat EtO a 2-CE v zázvorovém prášku. Dynamická hlavičková extrakce však vykázala praktické výhody v oblasti rychlosti, reproducibility a jednoduchosti optimalizace.

Reference

1. EURL-SRM – Analytical Observation Report, Version 1.1, December 2020