Rapid Screening and Quantitation of 240 Pesticides in Difficult Food Matrixes Using the Agilent 6545 Q-TOF Mass Spectrometer with the All Ions MS/MS Technique

Význam tématu

Analýza reziduí pesticidů v potravinách je kritická pro ochranu veřejného zdraví a dodržování regulatorních limitů. Složitá matricová složení čajů, ovoce a zeleniny často komplikují citlivé stanovení stopových hladin pesticidů. Metoda UHPLC/Q-TOF MS s technikou All Ions MS/MS nabízí širokospektrální screening stovek látek bez předběžné volby prekurzorových iontů a umožňuje zpětně vyhodnocovat data pro nové analyty bez opětovného měření vzorků.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo ověřit schopnost platformy Agilent 6545 Q-TOF LC/MS v kombinaci s technikou All Ions MS/MS kvantifikovat a detekovat 240 pesticidů a jejich metabolitů v obtížných potravinových matricích. Jako modelové matrixy byly vybrány černý čaj (komplexní fenolické látky) a avokádo (vysoký obsah lipidů). Testovaná metoda měla splnit požadavky na limity stanovené evropskou legislativou (MRL).

Použitá metodika a instrumentace

Ve studii byly použity následující přístroje a spotřební materiál:

• UHPLC: Agilent 1290 Infinity Binary Pump, Thermostatted Column Compartment, High Performance Autosampler se vzorkovací lavicí chlazenou na 5 °C
• Kolona: ZORBAX Eclipse Plus C18 (2,1×150 mm, 1,8 µm) při 45 °C
• Detekce: Agilent 6545 Accurate-Mass Q-TOF MS s Jet Stream ESI zdrojem
• Software: Agilent MassHunter Workstation (B.06.01 pro akvizici, B.07.00 pro kvalitativní a kvantitativní analýzu)
• Příprava vzorku: oficiální QuEChERS protokol s BondElut QuEChERS zestavy, disperzní SPE (GCB pro čaj, lipid removal pro avokádo)
• Kalibrace a knihovny: vlastní Pesticide Comprehensive Test Mix a Personal Compound Database and Library (PCDL) pro 240 pesticidů

Hlavní výsledky a diskuse

Implementace All Ions MS/MS umožnila současné fragmentování všech iontů ve třech energiích (0, 20, 40 V) bez výběru prekurzorů. Klíčové body:

• Pro 224 z 240 pesticidů byla k dispozici MS/MS spektra v PCDL, využitá pro extrakci EIC fragmentů.
• Koeluce prekurzorového a fragmentových iontů se skórem nad stanoveným prahem ověřila správnou identifikaci.
• Ve studii bylo dosaženo detekovatelnosti 72 % látek při spiknutí 10 ng/g v černém čaji a 80 % látek při 10 ng/g v avokádu.
• Systém vykazoval vysokou stabilitu: více než 90 % pesticidů mělo CV < 10 % v průběhu 14 opakovaných QC běhů s komplexní matricí.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda poskytuje rychlý screening stovek látek v jediném běhu bez nutnosti cíleného MS/MS nastavení pro každý analyte. Laboratoře mohou rozšířit testovací panel bez časově náročné optimalizace kolizních energií. Retrospektivní vyhledávání neanalyzovaných pesticidů v již získaných datech šetří čas i náklady. Zvýšená citlivost a konkrétnost All Ions MS/MS zkracuje dobu analýzy při zachování robustnosti a spolehlivosti výsledků.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj algoritmů pro automatizaci hodnocení koeluce a skórování knihovních shod. Rozšíření databází PCDL o nové pesticidy a metabolity umožní archivní vyhodnocování dat. Kombinace s pokročilou hloubkovou chromatografií a novými ionizačními zdroji zvýší citlivost a selektivitu v dalších náročných matricích (mléčné výrobky, maso, biologické tekutiny). Integrace strojového učení pro rozpoznávání vzorců fragmentací a čištění šumu povede k rychlejšímu a přesnějšímu vyhodnocování.

Závěr

Metoda UHPLC/Q-TOF MS s technikou All Ions MS/MS na přístroji Agilent 6545 prokázala vysokou spolehlivost při simultánním screeningu a kvantifikaci 240 pesticidů v obtížných potravinových matricích za úrovně spiknutí pod MRL. Díky snadnému nastavení metody a možnosti retrospektivního vyhledávání dat představuje efektivní řešení pro rutinní potravinovou kontrolu a rozšířený monitoring znečišťujících látek.

Reference

1. Regulation (EC) No 396/2005 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.
2. US Regulation 40 CFR part 180 Tolerance Information for Pesticide Chemicals in Food and Feed Commodities.
3. Wuest B, Glauner T, Madden S, Taylor L, Payne T. Rapid Pesticide Screening and Identification Using the High Resolution All Ions MS/MS Technique. Agilent Technologies Application Note 5991-2295EN.
4. Guidance document on analytical quality control and validation procedures for pesticide residues analysis in food and feed. Document N° SANCO/12571/2013.
5. Zhao L, Stevens J. Analysis of Pesticides Residues in Spinach Using Agilent Bond Elut QuEChERS AOAC Kit by LC/MS/MS Detection. Agilent Technologies Application Note 5990-4248EN.