Screening and Quantitation of Pesticides in Jonagold Apples by Comprehensive Two-Dimensional Gas Chromatography- Time-of-Flight Mass Spectrometry (GCxGC-TOFMS)

Význam tématu

Screening a kvantifikace reziduí pesticidů v ovoci představuje klíčový prvek zajištění bezpečnosti potravin a ochrany veřejného zdraví. Jablka mohou obsahovat stovky až tisíce sloučenin, jejichž rozlišení a přesné stanovení vyžaduje vysoce selektivní a citlivé analytické metody. Kombinace rychlé extrakce QuEChERS a moderní chromatografické techniky GCxGC-TOFMS umožňuje zefektivnit proces analýzy a omezit vliv složitého matrice na výsledky.

Cíle a přehled studie

Studie se zaměřila na:

• Screening reziduí pesticidů v jablkách odrůdy Jonagold ze Southwest Michigan.
• Kvantitativní stanovení detekovaných pesticidů ve vzorcích jablek před a po opláchnutí.
• Hodnocení schopnosti metody eliminovat interferující složky matrice a zajistit spolehlivou separaci.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky jablek byly připraveny postupem QuEChERS s disperzní čistící fází PSA+C18. Analýza proběhla za použití systému GCxGC-TOFMS s následujícími parametry:

• chromatograf: Agilent 6890 se dvěma pecemi a kryogenně nevyžadujícím modulátorem;
• kolona 1: Rxi-5Sil MS, 15 m×0,25 mm×0,25 µm;
• kolona 2: Rtx-200, 1,25 m×0,18 mm×0,18 µm;
• teplotní program primární pece: 90 °C (1 min), 5 °C/min do 300 °C (10 min hold);
• sekundární pec: + 25 °C oproti hlavní peci;
• modulátor: perioda 5 s, 1,2 s horký puls, temperování modulační jednotky –80 °C;
• injekce: 1 µL splitless při 250 °C;
• nosné plyny: He 1,5 ml/min;
• hmotnostní spektrometr: LECO Pegasus 4D TOFMS, rozsah 45–550 m/z, frekvence 100 spekter/s, teplota iontového zdroje 225 °C.

Hlavní výsledky a diskuse

Na základě analýzy GCxGC-TOFMS byly v jablečných extraktech detekovány dvě hlavní pesticidní složky: insekticid phosmet a růstový regulátor chlorpropham. Díky dvoudimenzionální separaci došlo k oddělení analytů od interferujících složek matrice (cukry, mastné kyseliny), což by v jednorozměrné analýze vedlo k překryvům a chybám kvantifikace. Kvantitativní výsledky (ng/g):

• Phosmet: unwashed 18, washed 13;
• Chlorpropham: unwashed 0,1, washed nedetekováno.

Kalibrace s interním standardem triphenylfosfát prokázala lineární odezvu s koeficienty r = 0,997 a 0,999.

Přínosy a praktické využití metody

Implementace GCxGC-TOFMS spolu s QuEChERS extrakcí přináší:

• Velmi vysokou chromatografickou kapacitu a schopnost rozlišit tisíce analyzovaných látek.
• Minimalizaci rušení signálu složitou matricí ovocných vzorků.
• Rychlou kompletní analýzu bez potřeby kryogenního chlazení modulátoru.
• Možnost nekonvenčního a nedestruktivního záznamu celého hmotnostního spektra s vysokou rychlostí sběru dat.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávaný vývoj zahrnuje:

• Integraci vysokorychlostních datových analýz pro neřízený screening nových kontaminantů.
• Rozšíření aplikace na jiné typy potravinářských a environmentálních vzorků.
• Využití pokročilých modulátorů s ještě vyšším tepelným rozlišením.
• Propojení s dalšími hromadnými spektrometry (Orbitrap, TOF/TOF) pro potvrzující identifikace.

Závěr

Studie prokázala, že spojení metody QuEChERS s GCxGC-TOFMS představuje efektivní řešení pro citlivý a selektivní screening pesticidů v ovoci. Vysoká rozlišovací schopnost chromatografie v kombinaci s rychlým sběrem hmotnostních dat zaručuje spolehlivou kvantifikaci i v přítomnosti složité matrice.

Reference

Joe Binkley. Screening and Quantitation of Pesticides in Jonagold Apples by GCxGC-TOFMS. LECO Corporation, 2010.