Analysis of Pesticides by Supercritical Fluid Chromatography/ Mass Spectrometry

Význam tématu

Superkritická fluidní chromatografie (SFC) v kombinaci s hmotnostní spektrometrií (MS) představuje rychlou a citlivou alternativu k tradičním HPLC metodám pro stanovení několika reziduí pesticidů v potravinách. Nižší viskozita CO₂ jako mobilní fáze a lepší difúze výrazně zkracují analýzy a zachovávají vysoké rozlišení a citlivost potřebnou pro QA/QC a environmentální monitoring.

Cíle a přehled studie / článku

Hlavním cílem bylo vyvinout a optimalizovat krátkou pětiminutovou metodu pro separaci 17 pesticidů za použití systému Agilent 1260 Infinity Analytical SFC a Agilent 6460 Triple Quadrupole LC/MS. Klíčové kroky zahrnovaly výběr kolony a gradientu, optimalizaci rozdělovacího spojení a přídavného (makeup) průtoku, nastavení MRM přechodů a ladění ESI zdroje. Výkonnost metody byla ověřena z hlediska LOQ, LOD, linearity a reprodukovatelnosti.

Použitá metodika a instrumentace

• Agilent 1260 Infinity Analytical SFC Solution: Control Module, Binary Pump, High Performance Degasser, DAD (pouze pro vývoj metody), Thermostatted Column Compartment
• Agilent 1290 Infinity Valve Drive, Quick-Change ventily a splitter kit (50 µm×1 000 mm kapilára + capillary kit)
• Makeup pump: Agilent 1260 Infinity Isocratic Pump
• MS detektor: Agilent 6460 Triple Quadrupole LC/MS s Agilent Jet Stream ESI v pozitivním módu
• Software: MassHunter Data Acquisition, MRM Optimizer, Source Optimizer, Qualitative a Quantitative Software; OpenLAB CDS s Method Scouting Wizard
• Kola: ZORBAX NH₂ 4,6×150 mm, 5 µm (primární), Rx-SIL a SB-CN pro srovnání
• Mobilní fáze SFC: CO₂/methanol (gradient 2→15 % v 5 min), průtok 3 mL/min, T_kolony 40 °C, BPR 120 bar
• Makeup: acetonitril + 0,2 % kyseliny mravenčí, gradient průtoku 0,5→0,3 mL/min

Hlavní výsledky a diskuse

Optimalizace SFC separace metodou Scouting Wizard ukázala, že nejlepší rozlišení poskytuje amino kolona (ZORBAX NH₂) s methanolem jako modifierem. Krátký gradient do 15 % modifieru v 5 min zajistil úplné rozdělení 17 analytů. MRM přechody a kolizní energie byly nastavovány softwarem MRM Optimizer. Rozdělovací spojení SFC→MS s přídavným průtokem 0,5→0,3 mL/min zajistilo stabilní ionizaci. Ladění Agilent Jet Stream zdroje pomocí Source Optimizeru optimalizovalo teplotu a průtoky plynů. Výsledkem je separace všech pesticidů za pět minut, LOQ ≤ 2,9 ppb, LOD ≤ 1,6 ppb, RSD retenčního času < 0,4 %, RSD plochy < 4 %.

Přínosy a praktické využití metody

• Zkrácení doby běhu na polovinu oproti běžným HPLC metodám
• Možnost simultánního stanovení 17 pesticidů s vysokou citlivostí a přesností
• Vhodné pro rutinní potravinové testování, environmentální screening a průmyslovou QA/QC
• Snížená spotřeba organických rozpouštědel díky CO₂ jako hlavní fázi

Budoucí trendy a možnosti využití

Použití SFC/MS se bude dále rozšiřovat směrem k separaci termolabilních či nepolárních látek, implementaci vysokorozlišující MS (HRMS) pro neznámé screeningy a automatizovaným workflow. Vývoj menších kapilárních kolon a zelenějších modifierů podpoří udržitelnost a další zrychlování analýz.

Závěr

Popisovaná metoda kombinuje výhody SFC s vysokou selektivitou a citlivostí triple quadrupole MS pro rychlé a spolehlivé stanovení multireziduí pesticidů. Optimalizace kolony, gradientu, rozdělení a nastavení zdroje vedla k výraznému zkrácení času analýzy bez kompromisu na výkonnosti.

Reference

Edgar Naegele. Analysis of Pesticides by Supercritical Fluid Chromatography/Mass Spectrometry, Application Note, Agilent Technologies, Inc., 2014.