Validation of the Method for Determination of Pesticide Residues by Gas Chromatography – Triple-Stage Quadrupole Mass Spectrometry

Význam tématu

Analýza reziduí pesticidů v potravinách je zásadní pro ochranu veřejného zdraví a splnění přísných limitů stanovených evropskou legislativou (Reg. 396/2005, Dir. 2006/125/EC). Nízké úrovně požadované pro různé potravinové matrice představují velkou výzvu pro rutinní laboratoře. Metoda QuEChERS v kombinaci s GC-MS/MS na triplekvadrupolovém systému Thermo Scientific™ TSQ™ 8000 nabízí rychlou a citlivou analýzu desítek až stovek pesticidů v komplexních vzorcích.

Cíle a přehled studie

• Ověřit kompletní workflow pro multilátkovou analýzu reziduí pesticidů (~140 sloučenin) v reprezentativních matricích (jahody, pšeničná mouka, pórek).
• Demonstrovat splnění legislativních požadavků na LOQ a MRL při použití QuEChERS extrakce, GC-MS/MS měření a softwaru TraceFinder™ 3.1.
• Zajistit robustnost a reprodukovatelnost metody vhodné pro rutinní Q A/Q C provoz.

Použitá metodika a instrumentace

• Vzorky homogenizovány ULTRA-TURRAX® homogenizérem (doporučeno kryogenní mletí pro nestabilní sloučeniny).
• Extrakce: QuEChERS kit s MgSO₄, NaCl, trisodný citrát, PSA a C18 pro čistění komplexních vzorků.
• GC-MS/MS: TRACE™ 1310 plynový chromatograf s termín přímého vzorkování PTV s terčem Siltek a kapilární kolona TraceGOLD™ TG-5SilMS (30 m × 0,25 mm × 0,25 µm).
• Detekce: TSQ™ 8000 triplekvadrupolový hmotnostní spektrometr v timed-SRM režimu, ionizace EI+, zdroj 300 °C, Q1/Q3 rozlišení 0,7 Da.
• Data: TraceFinder™ 3.1 pro kontrolu, kvantifikaci (matricově m achaný kalibrační model) a potvrzení přechodů (ion-ratio, retenční čas).

Hlavní výsledky a diskuse

• Selectivita: pro většinu pesticidů jsou definovány tři SRM přechody s odpovídajícími ion-ratio a RT. Rušivé špičky byly vyskytovány u několika sloučenin, ale byly baseline-separovány.
• Linearita: šestistupňové m atricově m achané kalibrace ve třech rozmezích (0–200, 0–1 000, 0–2 000 ng/g). Korelační koeficienty r² > 0,985 u většiny, matrixové efekty monitorovány Youdenovým testem; pro ovlivněné sloučeniny je nutná matrice kalibrace.
• Oboustranná přesnost (recovery) na úrovních 10, 20 a 100 ng/g se pohybovala v rozmezí 70–120 % u většiny analy tů; některé sloučeniny s vysokým LOQ nedosáhly požadovaných spiking úrovní.
• Precision: instrumentální injekční RSD < 1 % pro RT a < 18 % pro plochy bez IS; mezidenní a denní RSD < 20 % ve všech m atricích.
• LOQ a LOD: metoda splňuje požadované MRL hodnoty pro většinu pesticidů; výjimky jako fenpropathrin, amitraz nebo tebufenocid vyžadují optimalizaci přechodů.
• Robustnost: změna operátora, šarží extrakce a clean-upu nevedla k statisticky významným odchylkám.
• Externí QC: měření FAPAS materiálů pro carbaryl, endosulfan, chlorpyrifos-methyl, cypermethrin, DDT a další prokázalo konzistenci s při sadnými hodnotami.

Přínosy a praktické využití metody

• Ucelené řešení od přípravy vzorků až po data processing pro rutinní provoz v potravinové a environmentální analytice.
• Vysoká citlivost a široký rozsah monitorovaných látek umožňují zkrácení doby analýzy a minimalizaci chyb.
• Matricově m achaná kalibrace a vnitřní standardy zajišťují kompenzaci matrix efektů a reprodukovatelné výsledky.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace plně automatizovaných vzorkovacích a pros ukovacích stanic pro zvýšení průchodnosti.
• Rozšíření metody na nová aktivní aditiva, metabolity či perzistentní organické polutanty.
• Využití vysoce rozlišovací hmotnostní spektrometrie (HRMS) pro screening neznámých sloučenin.
• On-line clean-up postupy a modulární extrakční techniky (SPE-LC-GC hyphenace).

Závěr

Validace potvrdila, že kombinace QuEChERS extrakce se systémem TRACE™ 1310 GC-TSQ™ 8000 MS splňuje legislativní požadavky na citlivost, selektivitu a přesnost pro rutinní analýzu reziduí pesticidů. Některé aktivní nebo vysoce matrix-ovlivněné sloučeniny vyžadují individuální úpravy, ale celkové řešení poskytuje robustní a rychlý nástroj pro QA/QC v potravinářských i environmentálních laboratořích.

Reference

• European Commission 2002/657/EC
• European Commission 2006/125/EC
• European Commission SANCO/12495/2011
• European Commission 788/2012/EC
• Fussell M. et al. Food Addit. Contam. 2007, 24, 1247–1256
• Thermo Scientific TSQ 8000 Pesticide Analyzer Brochure
• EU Pesticides Database
• Anastassiades M. et al. J. Chromatogr. A 2003, 1015, 163–184