Enhancing MRM Experiments in GC/MS/MS Using APGC

Význam tématu

Analýza pesticidů v potravinách vyžaduje vysokou citlivost a selektivitu, zejména u nestálých a málo polárních látek. Tradiční elektronová ionizace (EI) v GC–MS často vede k nadměrné fragmentaci a k ztrátě molekulárního iontu, což omezuje detekční limity a ztěžuje kvantifikaci. Zavedení atmosférické tlakové ionizace (APGC) přináší šetrné ionizace, lepší zachování [M+H]+ a tím i zvýšenou schopnost selektivního stanovení pesticidů v komplexních matricích.

Cíle a přehled studie

Cílem práce Portolés et al. bylo porovnat výkonnost APCI-GC–MS/MS (APGC) na přístroji Waters Xevo TQ-S s klasickou EI-GC–MS/MS při analýze 25 modelových pesticidů v ovoci a zelenině. Studie hodnotila selektivitu MRM přechodů, citlivost, lineárnost a vliv matrice u spíše nestabilních a termálně odolných sloučenin.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky (jablko, pomeranč, rajče, mrkev) byly připraveny metodou QuEChERS (AOAC) a extrakty obohaceny pesticidy 0,1–100 µg/kg. Chromatografická separace probíhala na GC 7890A s kolonkou DB-5MS (30 m×0,25 mm, 0,25 µm) v režimu splitless při 1 µL injekci. Teplotní program začínal na 70 °C, nárůst 25 °C/min do 150 °C a 10 °C/min do 300 °C. Přístrojová sestava zahrnovala:

• GC–MS/MS Waters Xevo TQ-S s APGC zdrojem (APCI corona pin 1,8 µA)
• ACQUITY UPLC System pro možnost LC aplikací
• Softwarové vybavení MassLynx v4.1 s TargetLynx Application Manager

Iontizační parametry: zdrojová teplota 150 °C, transfer line 310 °C, make-up plyn N2 320 mL/min, konusový plyn N2 170 L/h. Přechody MRM a kolizní energie byly optimalizovány pro jednotlivé pesticidy.

Hlavní výsledky a diskuse

APGC výrazně omezilo fragmentaci a zvýšilo intenzitu molekulárního iontu, což umožnilo výběr selektivnějších MRM přechodů. Například u chlorpyrifosu se v EI spektru dominují fragmenty, zatímco APGC poskytuje [M+H]+ jako základní píku. U heptachlor epoxidu B a oxychlordanu eliminovala změna přechodu falešnou pozitivitu, kterou EI-MRM nediagnostikovi odhalovalo.
Citlivost (LOQ 0,02–2 ppb) a lineární rozsah (0,1–100 ppb, r2>0,99) byly dosaženy ve čtyřech typech matrice bez významnějších matričních efektů. Výsledky ukázaly možnost 10× ředění extraktů, což snižuje interferenci a prodlužuje intervaly údržby přístrojů.

Přínosy a praktické využití metody

• Zvýšená selektivita MRM přechodů díky silnějšímu [M+H]+ iontu
• Nižší detekční limity splňující regulační požadavky pro pesticidy
• Jednotná platforma pro GC a LC sloučeniny na jednom MS přístroji
• Snížení matričních interferencí a provozních nákladů díky nižšímu objemu injekcí

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření APGC v rutinních laboratořích pro více tříd environmentálních a potravinářských analytů. Dále lze kombinovat s vysokorozlišovacími analyzátory pro strukturální identifikaci neznámých kontaminantů. Vývoj doplňujících předúprav a softwarových nástrojů pro automatické rozpoznání [M+H]+ může dále zvýšit robustnost metod.

Závěr

Studie potvrdila, že APGC–Xevo TQ-S představuje citlivý, selektivní a univerzální přístup k analýze GC-přístupných pesticidů. Šetrná ionizace a optimalizovaná MRM přechody umožňují spolehlivou kvantifikaci ve složitých matricích, což zvýší analytickou kapacitu rutinních laboratoří.

Reference

1. L. Amendola et al., Anal. Chim. Acta 461 (2002) 97.
2. C. Shen et al., Talanta 84 (2011) 141.
3. Q. Guo et al., J. AOAC Int. 93 (2010) 295.
4. R. Húšková et al., J. Chromatogr. A 1216 (2009) 6326.
5. J. Dong et al., Chromatographia 74 (2011) 109.
6. E. Jover, J. Maria Bayona, J. Chromatogr. A 950 (2002) 213.
7. E.C. Horning et al., Clin. Chem. 23 (1977) 13.
8. T. Portolés et al., J. Chromatogr. A 1260 (2012) 183.
9. S.J. Lehotay et al., J. AOAC Int. 88 (2005) 615.
10. Waters White Paper no. 720003292en (2010).