Application of SFC-MS/MS for the Quantification of Highly Polar Pesticides in a Range of Food Samples

Význam tématu

Analýza vysoce polárních pesticidů v potravinách představuje klíčovou výzvu v oblasti bezpečnosti potravin a dodržování legislativních limitů. Tradiční extrakční a chromatografické metody na bázi QuEChERS a LC-MS/MS často nedokážou efektivně zachytit velmi polární látky kvůli slabé retenci a špatnému tvaru píků. Superkritická fluidní chromatografie spojená s tandemovou hmotnostní spektrometrií (SFC-MS/MS) nabízí nové chromatografické prostředí, které rozšiřuje chemický prostor separací a umožňuje spolehlivou kvantifikaci těchto látek v různých matričních systémech.

Cíle a přehled studie / článku

Studie popisuje vývoj a validaci metody SFC-MS/MS pro simultánní analýzu panelu 11 vysoce polárních pesticidů s log P od –3,47 do 1,96 extrahovaných z potravinových vzorků (pepř, lněné semínko, citron) pomocí QuPPe protokolu. Hlavním cílem bylo optimalizovat chromatografické podmínky pro dosažení ostrých píků a dostatečné retence všech analyzovaných sloučenin a ověřit kvantitativní výkonnost metody včetně linearity, opakovatelnosti a vlivu matrice.

Použitá metodika a instrumentace

Extrahce:

• QuPPe (Quick Polar Pesticides) metoda EURL-SRM verze 9.1, 2016.
• Vzorky pepře, lněného semínka a citronu byly homogenizovány a extrahovány podle standardního protokolu.

Chromatografie a detekce:

• SFC systém Shimadzu Nexera UC s moduly Pump A (CO₂), Pump B (acetonitril + 0,5 % kyseliny mravenčí + voda), Pump C (voda + 0,5 % kyseliny mravenčí + 10 mM formiátu), Pump D (metanol jako make-up solvent).
• Kolona Restek Ultra Silica (150 × 2,1 mm, 3 μm), teplota 50 °C, průtok CO₂ 0,8 mL/min (0,6 mL/min v min. 13–22), gradient CO₂/acetonitril/voda sestaven dynamicky (6 % vody optimalizováno pro ostrý pík).
• MS/MS: LCMS-8060, ionizace Heated ESI, MRM režim, scan rychlost 15 000 u/s, MRM dwell time 3 ms, interface 300 °C, desolvace 250 °C, zdroj 350 °C.

Hlavní výsledky a diskuse

Optimalizace chromatografie potvrdila klíčový vliv vodného modifikátoru (6 % vody v Pump B) na tvar píků a retenci. Použitý ternární gradient umožnil separaci všech analyzovaných pesticidů do 16 min.

• Linearity: rozsah 10–200 ppb, koeficient determinace R² > 0,996 pro všechny sloučeniny.
• Opakovatelnost: intra-denní RSD < 10 % (n=10 při 100 ppb), stabilní výsledky díky použití stabilně označených vnitřních standardů.
• Matrice: srovnání poměrů píků mezi citronem, lněným semínkem a pepřem ukázalo minimální matriční efekty, korekce pomocí izotopových standardů zajistila robustní kvantifikaci.

Přínosy a praktické využití metody

SFC-MS/MS rozšiřuje analytický arzenál laboratoří zabývajících se kontrolou potravinové bezpečnosti:

• Efektivní retence a separace velmi polárních pesticidů nedostatečně analyzovatelných běžnými LC metodami.
• Rychlý 16min průběh analýzy s vysokou citlivostí a selektivitou.
• Přímá kompatibilita s QuPPe extrakty bez nutnosti dalších úprav.

Budoucí trendy a možnosti využití

SFC-MS/MS může být dále rozvíjeno pro širší škálu polárních pesticidů a dalších environmentálních kontaminant:

• Rozšíření databáze modifikátorů (jiné organické rozpouštědlo, pufry) pro zlepšení rozlišovací schopnosti.
• Miniaturizace a integrace s robotizovanou extrakcí pro vyšší průtok vzorků.
• Komparativní studie s HILIC a mixed-mode kolony pro benchmarking metody.

Závěr

Metoda SFC-MS/MS optimalizovaná pro panel vysoce polárních pesticidů prokázala vynikající chromatografické vlastnosti, linearitu, opakovatelnost a robustnost vůči matričním efektům. Technologie představuje cennou alternativu k tradičním LC-MS/MS protokolům v oblasti potravinové analýzy.

Reference

• Anastassiades M. et al. QuPPe of EURL-SRM, Version 9.1, 2016.
• Baker D., Barnes A., Titman C., Horner J., Loftus N. Application of SFC-MS/MS for the Quantification of Highly Polar Pesticides in a Range of Food Samples.