Determination of 287 Pesticides at Trace Levels by GCxGC–TOFMS

Význam tématu

Analýza stopových množství pesticidů v potravinách je klíčová pro zajištění kvality potravinářských výrobků a ochranu spotřebitele. Vzhledem k různé chemické povaze a nízkým koncentracím sledovaných látek vyžaduje analýza vysoce selektivní a citlivé metody, které dokážou detekovat stovky sloučenin v komplexních matricích.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo ověřit schopnosti GCxGC–TOFMS (dvoudimenzionální plynné chromatografie s hmotnostní detekcí TOF) pro kvantitativní stanovení 287 pesticidů v rozsahu 0,1–1000 pg/µl za použití minimálních čistících postupů.

Použitá instrumentace

• LECO Pegasus 4D GCxGC–TOFMS
• GERSTEL CIS4 PTV injektor
• Dvoudimenzionální kolony: 30 m × 0,25 mm × 0,2 µm Rtx-CLPesticides II a 1,1 m × 0,1 mm × 0,1 µm Rxi-17
• CTC CombiPAL autosampler, injekce 2 µl
• Nosný plyn helium, konstantní tlak 26 psi
• Modulátor s periodou 5 s a horkým pulsem 0,6 s
• TOFMS: rozsah m/z 50–600, rychlost akvizice 200 spekter/s, zdroj 200 °C

Metodika

Vzorky potravin byly podrobeny jednoduché extrakci (např. QuEChERS-like), poté analyzovány GCxGC–TOFMS. Teplotní gradienty v první peci byly nastaveny od 95 °C až po 320 °C s několika rampami, v sekundární peci od 105 °C do 360 °C. Modulátor pracoval s offsetem +30 °C vůči primární peci, zajišťující ortogonální druhou separaci. Akvizice spekter probíhala v rozsahu 50–600 amu, což pokrylo většinu molekulových iontových spekter analyzovaných pesticidů.

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza standardních roztoků pesticidů ve škále 0,1–1000 pg/µl umožnila stanovit retenční časy z 250 pg/µl standardu. GCxGC nabídl výrazné zvýšení kapacity a rozlišení oproti jednorozměrnému GC, čímž se minimalizovaly koeluce. Konturové ploty odhalily četné koeluce v první dimenzi, které byly odděleny v druhé dimenzi. Algoritmus True Signal Deconvolution™ v softwaru ChromaTOF® úspěšně dekonvoluoval překryvné píky a poskytl čisté hmotnostní spektra pro spolehlivou identifikaci a kvantifikaci.

Přínosy a praktické využití metody

GCxGC–TOFMS umožňuje rychlou a komplexní analýzu stovek pesticidů v jediném běhu. Metoda výrazně zkracuje čas přípravy vzorku díky minimalizovanému čistícímu kroku a poskytuje vizuálně přehlednou chromatogramovou strukturu, což usnadňuje interpretaci dat. Výsledky jsou vhodné pro rutinní kontrolu potravinářských výrobků a splnění legislativních limitů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj by mohl spočívat v integraci GCxGC s tandemovou hmotnostní spektrometrií (MS/MS), automatizaci datové analýzy s využitím strojového učení a rozšíření knihoven spekter pro širší spektrum agrochemikálií. Miniaturizace modulátorů a zdokonalení detektorů povedou ke zvýšení citlivosti a rychlosti analýzy.

Závěr

Studie prokázala, že GCxGC–TOFMS vybavený GERSTEL CIS4 PTV injektorem je efektivní pro sledování stovek pesticidů v potravinářských vzorcích na stopových úrovních. Metoda kombinuje vysokou separační schopnost, citlivost a rychlost analýzy, což ji předurčuje pro aplikace v potravinářské analytice a kontrolních laboratořích.

Reference

[1] Commission Directive 2003/13/EC, Official Journal of the European Communities L41 (2003) 33.
[2] Commission Directive 2003/14/EC, Official Journal of the European Communities L41 (2003) 37.
[3] Anastassiades M., Lehotay S.J., Štajnbaher D., Schenck F.J., QuEChERS method, J. AOAC Int. 86 (2003) 412.