GC, GC/MSD, GC/SQ
ZaměřeníPotraviny a zemědělství
VýrobceAgilent Technologies
Význam tématu
Potřeba spolehlivé a rychlé detekce reziduí pesticidů v potravinách vzniká z nutnosti zajištění bezpečnosti potravinového řetězce. Složité vzorky ovoce, zeleniny či doplňků stravy obsahují stovky potenciálně relevantních látek na úrovni ng/g či nižší. Tradiční přístupy kombinují selektivní GC detektory a opakované injekce GC-MS/SIM, což vede k nízké produktivitě a prodlouženým analýzám. Zrychlení při zachování dostatečné citlivosti a potvrzovací hodnoty je klíčové pro moderní laboratoře QA/QC, regulační orgány i výzkumné týmy.
Cíle a přehled studie / článku
Studie představuje novou strategii pro nontargetované monitorování pesticidů, která nahrazuje tři ~50minutové GC nebo GC-MS/SIM analýzy jedinou 15minutovou full-scan GC-MS analýzou. Cílem je demonstrovat více než desetinásobné zvýšení produktivity při zachování identifikační schopnosti a srovnatelné citlivosti. Klíčovými komponentami jsou kapilární třícestný splitter, funkce Trace Ion Detection (TID) a dekonvoluční reporting software (DRS) založený na AMDIS.
Použitá metodika
Sample‐preparation podle modifikovaných QuEChERS protokolů:
- Homogenizace (1–2 kg ovoce/zeleniny, 1–2 g sušeného zázvoru)
- Extrahování 1% AcOH/ACN, přidání MgSO₄ a NaOAc, centrifugace
- Krok s C-18, PSA a GCB pro odstranění příměsí; doplnění vnitřního standardu
- Parciální extrakce do toluenu, sušení, doplnění do objemu
Použitá instrumentace
- GC: Agilent 7890A Fast Oven
- Injektor: 7683 PTV v splitless režimu
- Kolona: HP-5MS 15 m × 0,25 mm i.d., film 0,25 µm
- MSD: Agilent 5975C, full-scan 50–550 amu, 20 Hz datové tempo
- Split-splitter: Agilent třícestný kapilární splitter (1 : 1 : 0,1 MSD : DFPD : µECD)
- Selektivní detektory: Dual FPD (S/P režim), µECD
- Software: ChemStation E.01.00+, AMDIS_32 v2.65, DRS A.03.00+, NIST05 a Agilent RTL knihovna (926 sloučenin)
Hlavní výsledky a diskuse
Backflush ukázal efektivní odstranění pozdních eluerů během 1–4 min, což odsune dobu dalších kroků mimo analýzu a udržuje stabilní retenční časy.
TID výrazně zlepšuje poměr signál/šum a umožňuje AMDIS dekonvoluci rozdělit překryvné spektra (např. atrazin, diazinon) a zabránit falešným negativům.
Současné záznamy z MSD i µECD/FPD potvrzují přítomnost detekovaných pesticidů. DRS reporty pro vzorky ginseng, broskev a rajče ukázaly identifikaci až 12 cílových sloučenin v jediné 15minutové analýze.
Srovnání s FDA/CFSAN postupy (3–4 injekce, 200 min celkem) prokazuje dohledání všech stejných halogenovaných a organofosforečných látek, včetně dalších N-obsahujících pesticidů (carbaryl, azoxystrobin), s podobnými kvantitativními výsledky (<10 % odchylka), a to v jedné desetině doby.
Přínosy a praktické využití metody
- Více než 10× zrychlení analýzy
- Jednoinjekční full-scan screening všech cílových sloučenin
- Vyšší přehlednost dat díky DRS a TID
- Úspora nákladů na provoz GC kolony a údržbu MSD
- Snadná škálovatelnost do rutinní provozu QA/QC a regulace
Budoucí trendy a možnosti využití
- Další rozšíření knihoven a algoritmů dekonvoluce pro nedefinované neznámé sloučeniny
- Integrace s LC-MS/MS pro komplementární screening polarních a termolabilních látek
- Automatizace celého workflow a využití strojového učení pro rychlejší odhalování neznámých reziduí
- Standardizace pro regulační laboratoře a mezinárodní auditní srovnání
Závěr
Kombinace kapilárního třícestného splitteru, funkce Trace Ion Detection a dekonvolučního reportingu poskytuje robustní full-scan GC-MS metodiku pro nontargetované multireziduální screening pesticidů. Metoda zkracuje dobu analýzy na 15 minut a zároveň zachovává citlivost i selektivitu, čímž dosahuje výrazného nárůstu produktivity a nižších provozních nákladů.
Reference
- Anastassiades M., et al. “Fast and Easy Multiresidue Method Employing Acetonitrile Extraction/Partitioning and Dispersive Solid-Phase Extraction for the Determination of Pesticide Residues in Produce,” J. AOAC Int, 2003, 86, 412–431.
- Lehotay S.J., Maštovská K., Lightfield A.R., “Use of Buffering and Other Means to Improve Results of Problematic Pesticides in a Fast and Easy Method for Residue Analysis of Fruits and Vegetables,” J. AOAC Int, 2005, 88, 615–629.
- Wong J.W., et al., “Analysis of Organophosphorus Pesticides in Dried Ground Ginseng Root by Capillary GC-MS and Flame Photometric Detection,” J. Agric. Food Chem, 2007, 55, 1117–1128.
- Meng C.-K., Quimby B., “Identifying Pesticides with Full Scan, SIM, µECD, and FPD from a Single Injection,” Agilent Technologies, 5989-3299, 2005.
- Quimby B., Szelewski M., “Screening for Hazardous Chemicals in Homeland Security and Environmental Samples Using a GC/MS/ECD/FPD with a 731 Compound DRS Database,” Agilent Technologies, 5989-4834EN, 2006.
- Meng C.-K., “Improving Productivity and Extending Column Life with Backflush,” Agilent Technologies, 5989-6018EN, 2006.
- Klee M., “Simplified Backflush Using Agilent 6890 GC Post Run Command,” Agilent Technologies, 5989-5111EN, 2006.
- Roushall R., Prest H., “The 5975C Series MSDs: Method Optimization and Trace Ion Detection,” Agilent Technologies, 5989-6425EN, 2007.
- Wylie P.L., et al., “Comprehensive Pesticide Screening by GC/MSD Using Deconvolution Reporting Software,” Agilent Technologies, 5989-1157EN, 2004.
- Wylie P.L., “Screening for 926 Pesticides and Endocrine Disruptors by GC/MS with Deconvolution Reporting Software and a New Pesticide Library,” Agilent Technologies, 5989-5076EN, 2006.
- Szelewski M., Meng C.-K., “New Features of Deconvolution Reporting Software Revision A.02,” Agilent Technologies, 5989-4159EN, 2005.
- Philip L. Wylie, Michael J. Szelewski, Chin-Kai Meng, Christopher P. Sandy, “Comprehensive Pesticide Screening by GC/MSD Using Deconvolution Reporting Software,” Agilent Technologies, 5989-1157EN, 2004.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.