Detection of residual pesticides on fruits and vegetables using Portability miniature mass s pectrometer

Význam tématu

V moderním zemědělství se pesticidy používají pro ochranu plodin před škůdci a prodloužení skladovatelnosti potravin. Rezidua těchto látek však mohou představovat riziko pro lidské zdraví. Rychlá, spolehlivá a přenosná metoda pro detekci pesticidů přímo na místě konzumace či výroby umožňuje včasné odhalení kontaminace a zefektivnění kontroly kvality potravin.

Cíle a přehled studie

Tato studie demonstruje kombinaci ambientní ionizační techniky Thermal Desorption–ElectroSpray Ionization (TD-ESI) s přenosným hmotnostním spektrometrem Portability™ pro okamžité screeningové měření reziduí pesticidů na povrchu čerstvého ovoce a zeleniny bez předchozí přípravy vzorku. Hlavním cílem bylo prokázat citlivost v oblasti ppm a sub-ppm, rychlost analýzy (1–5 s) a uživatelskou přívětivost v terénu.

Použitá metodika

Metoda TD-ESI patří mezi ambientní ionizační postupy a využívá jednoduchého vzorkovacího sondy z kovu. Klíčové kroky:

• Odebrání analytu přímým dotekem sondy na povrch neopracovaného vzorku.
• Vložení sondy do zahřívané trubice pro desorpci analyzovaných látek za pomocí nosného plynu.
• Přenos desorbovaných molekul do ortogonálně umístěného elektrospreje, kde dochází k ionizaci za konvenčního elektrospray mechanismu.
• Analýza látek v módu MS a volitelně MS/MS s detekcí na úrovni ppm a sub-ppm.

Použitá instrumentace

Hlavní komponenty:

• Portability™ od BaySpec: přenosný lineární iontový past (váha <10 kg), napájený baterií, s atmosférickým vstupem (API) a dotykovým ovládáním.
• Externí TD-ESI zdroj: integrovaný na předním vstupu bez potřeby dodatečného externího plynu či napájení.
• Software: intuitivní rozhraní s podporou okamžitého zobrazení spekter.

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza nezpracovaného ovoce a zeleniny z místního trhu ukázala úspěšnou detekci běžných pesticidů:

• Imazalil (m/z 297) a Thiabendazol (m/z 202) na citronech a pomerančích.
• Flutolanil (m/z 324) na zelených jablcích.
• Permethrin (m/z 392) na rajčatech.

Spektra vykazovala jasné izotopové vzorce odpovídající teoretickému rozložení chloru. Rychlost analýzy pod 5 s na vzorek potvrdila vhodnost pro rychlý screening.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje:

• On-site kontrolu reziduí pesticidů bez laboratorní přípravy.
• Rychlé rozhodování v ozdravných a kontrolních procesech.
• Odhalování falešných „organických“ výrobků.
• Zlepšení bezpečnosti potravin a ochrany spotřebitele.

Budoucí trendy a možnosti využití

Perspektivy rozvoje:

• Integrace s chromatografickými technikami (GC nebo LC) pro zvýšení selektivity.
• Využití v negativním ionizačním módu pro širší spektrum analytů.
• Další miniaturizace a automatizace pro snadné použití v polních podmínkách.
• Aplikace v environmentálním monitoringu a průmyslové analýze povrchových znečištění.

Závěr

Kombinace TD-ESI a přenosného hmotnostního spektrometru Portability™ představuje efektivní a uživatelsky přívětivou platformu pro rychlé, citlivé a selektivní detekce reziduí pesticidů na povrchu potravin. Tato approach může zásadně zrychlit kontrolní procesy jak v polních, tak průmyslových podmínkách.

Reference

Shiea C. et al.: Rapid Communications in Mass Spectrometry, 2015, 29, 163–170.