Analysis of Pesticides in Vegetables Using the Agilent 1260 Infinity Analytical SFC System with Triple Quadrupole MS Detection

Význam tématu

Detekce a kvantifikace reziduí pesticidů v rostlinných potravinách je klíčová pro zajištění bezpečnosti potravin a splnění legislativních limitů. Komplexní složení extraktů z ovoce a zeleniny může potlačovat signál analyzovaných látek při hmotnostní spektrometrii. Použití superkritické fluidní chromatografie (SFC) v kombinaci s trojnásobným kvadrupólovým MS umožňuje rychlou, citlivou a ortogonální separaci, která omezuje vliv matricových interferencí.

Cíle a přehled studie

Cílem této studie bylo vyvinout a optimalizovat separační metodu na zařízení Agilent 1260 Infinity Analytical SFC System s detekcí Agilent 6460 Triple Quadrupole MS pro analýzu 17 pesticidů ve vzorcích zeleniny (rukola). Studie porovnávala čtyři gradienty různé strmosti organického modifikátoru za účelem minimalizace matricových potlačení signálu a zajištění požadované citlivosti na úrovni 10 ppb.

Použitá instrumentace

• Agilent 1260 Infinity SFC Control Module
  
• Agilent 1260 Infinity SFC Binary Pump s vysokotlakým odvzdušňováním
  
• Agilent 1260 Infinity SFC Autosampler
  
• Agilent 1290 Infinity Thermostatted Column Compartment
  
• Agilent 1260 Infinity Diode Array Detector s vysokotlakou SFC detekční cely
  
• Agilent 6460 Triple Quadrupole LC/MS System s elektrospray ionizací
  
• Splitter kit pro spojení SFC kolony s MS a make-up pumpou
  

Použitá metodika

Vzorek rukoly byl extrahován postupem QuEChERS v acetonitrilu s pufrovanými soli a očištěn d-SPE sorbenty (PSA, grafitovaný uhlík a MgSO4). Pro SFC byl použit kolonový materiál ZORBAX NH2 (4,6×150 mm, 5 µm) při 40 °C. Mobilní fáze tvořil nadkritický CO2 s modifikátorem metanol obsahujícím 0,2 % kyseliny mravenčí dodávaným make-up pumpou (0,5 mL/min). Porovnáváno bylo čtyři různé časové profily gradientu 2–20 % B v odstupňovaných časech. Hmotnostní spektrometrie v pozitivním režimu ESI s MRM přechody optimalizovanými pro každou sloučeninu byla použita pro kvantifikaci.

Hlavní výsledky a diskuse

Nejstrmější gradient vykazoval silné matricové potlačení signálu. Postupné prodloužení gradientu vedlo k lepší separaci od interferujících složek extraktu, nejvýrazněji u gradientu 4 (finálně 12 % organického modifikátoru v 8 min). U většiny pesticidů došlo k nárůstu signálu o více než 20 % vzhledem k referenčnímu gradientu. V rozmezí 10–100 ppb byly zjištěny návratnosti 70–120 % pro většinu sloučenin. Výjimkou byly atrazin a terbuthylazin s nízkou návratností (< 50 %), kterou však bylo možné upravit 1:10 ředěním extraktu. Limity detekce (LOD) se pohybovaly od 0,03 do 3 ppb, limity kvantifikace (LOQ) od 0,10 do 10 ppb a linearita všech analyzovaných sloučenin dosahovala R2 > 0,999.

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazné snížení matricových interferencí díky ortogonální selektivitě SFC
  
• Zrychlená analýza (< 10 min) a úspora spotřeby nadkritického CO2
  
• Přímé použití extraktů z QuEChERS bez nutnosti odpařování a re-diluce
  
• Vysoká citlivost a robustnost pro rutinní kontrolu reziduí pesticidů
  

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj lze očekávat v kombinaci SFC s vysoce přesnou hmotnostní spektrometrií (HRMS), automatizovaných on-line postupech či inkluzi modrých a zelených technologií pro udržitelnou chromatografii. Rozšíření multireziduálních metod na širší spektrum anorganických i organických kontaminantů zvýší univerzálnost platformy.

Závěr

Optimalizace gradientního programu v superkritické fluidní chromatografii významně redukuje matricové potlačení a zlepšuje citlivost analýzy pesticidů v rostlinných matricích. Metoda splňuje legislativní požadavky na limity kvantifikace a nabízí rychlý, ekologický a robustní přístup vhodný pro rutinní kontrolu kvality potravin.

Reference

• Regulation EC No 3962005 of the European Parliament and of the Council of 23 February 2005 on maximum residue levels of pesticides in or on food and feed of plant and animal origin including amendments as of 18 March 2008 and regulation 1107 2009
• Anastassiades M, Lehotay SJ, Štajnbaher D, Schenk FJ Fast and Easy Multiresidue Method Employing Acetonitrile Extraction/Partitioning and Dispersive Solid-Phase Extraction for the Determination of Pesticide Residues in Produce Journal of AOAC International 2003 Vol 86 No 2 412-431
• Naegele E Analysis of Pesticides by Supercritical Fluid Chromatography/Mass Spectrometry Optimizing the Agilent 1260 Infinity Analytical SFC System in Combination with the Agilent 6460 Triple Quadrupole LC/MS Agilent Technologies Application Note 5991-5256EN 2014
• European Commission Health & Consumer Protection Directorate Safety of the Food Chain Chemicals Contaminates and Pesticides Guidance Document on analytical quality control and validation procedures for pesticides residues analysis in food and feed SANCO125712013 rev0