VÝVOJ METÓDY IZOLÁCIE VYBRANEJ SKUPINY PESTICÍDOV Z PÔDY PRIETOKOVOU EXTRAKCIOU Z TUHEJ VZORKY PRED HPLC ANALÝZOU

Význam tématu

Analýza reziduí pesticidů v půdách je klíčová pro ochranu životního prostředí a veřejného zdraví. Pesticidy mohou v půdě přetrvávat a ovlivňovat kvalitu vody, potravinové řetězce i lidské zdraví. Spolehlivá a citlivá metoda izolace a stanovení stopových množství těchto látek přispívá k efektivnímu monitoringu, kontrole a ochraně ekosystémů i spotřebitelů.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout a optimalizovat metodu izolace vybrané skupiny pesticidů z pevné vzorky půdy pomocí prietokové extrakce (FTSSE) a následné RP-HPLC-UV/VIS analýzy. Analyzované látky zahrnují herbicidy (atrazín, simazín, propazín, terbutrín, metoxuron, cloquintocet-mexyl) a insekticidy (cypermetrín, permetrín). Studie zkoumala vliv parametrů extrakce i průběhu chromatografie na výtěžnost, čistotu extraktu a citlivost měření.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky: tři typy půd z různých lokalit Slovenska (MP-20, N-2-LM, N-17-DS), 1,0 g sušiny kontaminované standardy pesticidů na hladině 2,5 µg g–1.

Extrahent a podmínky FTSSE:

• Extrahent: 100% metanol
• Průtok: 0,3 ml·min–1
• Objem extraktu: 3,0 ml
• Na dně kolony (150×3 mm) 0,20 g silikagelu L 40/100 pro zadržení huminů a částic
• Redukce extraktu vzduchem na 0,5 ml, doplnění na 1,0 ml metanol:voda (50:50) pro HPLC

Chromatografické stanovení:

• Přístroj: HPLC Merck–Hitachi (pumpa L-6200A, detektor L-4250 UV/VIS)
• Kolona: Purospher Star RP-18e, 50×4 mm, 3 µm
• Mobilní fáze: gradient z metanol:voda pH 5,5 (50:50) na 100% metanolu v 35 min
• Prietok: 0,5 ml·min–1, detekce při 235 nm, injekce 20 µl

Hlavní výsledky a diskuse

Optimalizací sorbentu (0,2 g silikagelu L 40/100) a snížením průtoku extrahentu na 0,3 ml·min–1 se dosáhlo lepších výtěžností (o 5–20 %) než při 0,5 ml·min–1. Objem 3 ml extraktu je vhodný pro dosažení dostatečné koncentrace analytů a minimalizaci koextrahovaných huminů. Pro herbicidy a cloquintocet-mexyl se výtěžnosti pohybují mezi 67–87 %, pro pyretroidy cypermetrín a permetrín mezi 40–57 %. Nižší výtěžnosti insekticidů souvisejí s částečnou ztrátou při redukci objemu prchaním za běžné teploty. Metoda byla úspěšně aplikována na tři typy půd s obdobnými výsledky.

Přínosy a praktické využití metody

Navržená FTSSE před HPLC je rychlá, šetří organické rozpouštědlo a umožňuje on-line čištění, koncentraci a analýzu vzorků bez dodatečného filtračního kroku. Metodu lze snadno automatizovat a aplikovat v laboratořích pro monitoring půd, environmentální výzkum i kontrolu kvality agropotravinářských produktů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj může směřovat k miniaturizaci vzorku, zvýšení citlivosti a rozšíření na širší spektrum látek (např. polaritnější metabolity). Integrace s LC-MS/MS by mohla dále zlepšit selektivitu a detekční limity. Kombinace FTSSE s moderními sorbenty a modulárními chromatografickými systémy nabízí flexibilitu pro analýzy různých matric.

Závěr

Vyvinutá metoda prietokové extrakce z tuhé vzorky půdy v kombinaci s RP-HPLC-UV/VIS poskytuje spolehlivou a efektivní cestu pro izolaci a stanovení skupiny 8 pesticidů při stopových koncentracích. Metoda přináší vysoké výtěžnosti pro triaziny i prakticky využitelné úrovně pro pyretroidy, snižuje spotřebu rozpouštědel a umožňuje automatizaci analýzy.

Reference

• 1. http://www.greenpeace.org/slovakia/campaigns/toxicke-latky/environmentalne-za-a-e/pesticidy, stav k 9.11.2011
• 2. Abu-Qare A. W., Duncan H. J.: Chemosphere 48, 744 (2002)
• 3. Rosinger C., Köcher H.: Safener for Herbicides, in Modern Crop Protection Compounds (W. Krömer, U. Schirmer, ed.), Wiley-VCH, Weinheim 2008
• 4. http://sk.wikipedia.org/wiki/Atraz%C3%ADn, stav k 10.11.2011
• 5. http://www.toxik.arnika.org/chemicke-latky/atrazin, stav k 10.11.2011
• 6. Tomlin C.: The Pesticide Manual: A World Compendium, British Crop Protection Council 2009
• 7. Leng G., Kuhn K.-H., Idel H.: Sci. Total Environ. 199, 173 (1997)
• 8. Arrebola F. J., Martine-Vidal J. L., Fernández-Guiterrez A., Akhtar M. H.: Anal. Chim. Acta 401, 45 (1999)
• 9. Garey J., Wolf M. S.: Biochem. Biophys. Res. Commun. 251, 855 (1998)
• 10. Shukla Y., Zadav A., Arora A.: Cancer Lett. 182, 33 (2002)
• 11. Packham A. J., Fielden P. R.: J. Chromatogr. A 552, 575 (1991)
• 12. LiChrolut®: Extrakce na tuhou fázi, Merck (firemní materiál)
• 13. Chichilla T. M. P., Edlund P. O., Henion J. D., Wilson R., Epstein R. L.: J. Chromatogr. 488, 389 (1989)
• 14. Poole C. F.: Trends Anal. Chem. 22, 362 (2003)
• 15. Kirchner M., Matisová E.: Chem. Listy 98, 396 (2004)
• 16. Prosen H., Zupančič-Kralj L.: Trends Anal. Chem. 18, 272 (1999)
• 17. Lancas F. M.: J. Braz. Chem. Soc. 14, 183 (2003)
• 18. Andreu V., Picó Y.: Trends Anal. Chem. 23, 772 (2004)
• 19. Galera M. M., Vidal J. L. M., Frenich A. G., García M. D. G.: J. Chromatogr. A 727, 39 (1996)
• 20. Belmonte Vega A., Garrido Frenich A., Martínez Vidal J. L.: Anal. Chim. Acta 538, 117 (2005)
• 21. Lourencetti C., Rosa Rodrigues de Marchi M., Lúcia Ribeiro M.: Talanta 77, 701 (2008)
• 22. Vargha M., Takáts Z., Márialigeti K.: Water Res. 39, 1560 (2005)
• 23. Hernández-Borges J., García-Montelongo F. J., Cifuentes A., Rodríguez-Delgado M. Á.: J. Chromatogr. A 1100, 236 (2005)
• 24. Albaseer S. S., Rao R. N., Swamy Y. V., Mukkanti K.: J. Chromatogr. A 1217, 5537 (2010)
• 25. Lissalde S., Mazzella N., Fauvelle V., Delmas F., Mazellier P., Legube B.: J. Chromatogr. A 1218, 1492 (2011)
• 26. Moliner-Martínez Y., Molins-Legua C., Verdú-Andrés J., Herráez-Hernández R., Campíns-Falcó P.: J. Chromatogr. A 1218, 6256 (2011)
• 27. Hutta M., Góra R., Halko R., Chalányová M.: Analytické separační metody na analýzu a charakterizování humínových a jim podobných látek. KartPrint, Bratislava 2010
• 28. Hutta M., Góra R., Halko R., Chalányová M.: J. Chromatogr. A 1218, 8946 (2011)
• 29. Hubaux A., Vos G.: Anal. Chem. 42, 849 (1970)
• 30. Chalányová M., Paulechová M., Hutta M.: J. Sep. Sci. 29, 2149 (2006)
• 31. Chalányová M., Hutta M., Pagáč M.: J. Sep. Sci. 33, 134 (2010)