UPLC and APGC Multi Residue Pesticide Analysis on a Single Tandem Quadrupole Mass Spectrometer Platform

Význam tématu

Analýza reziduí pesticidů v ovoci a zelenině je klíčová pro bezpečnost potravin a dodržování legislativních limitů (MRL). Kombinace kapilární chromatografie (UPLC) a plynové chromatografie s vysokou citlivostí hmotnostní detekce umožňuje detekci stovek pesticidů v jediné laboratorní platformě, což zvyšuje efektivitu a spolehlivost testování.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo ukázat možnost simultánního stanovení rozsáhlé řady pesticidů v extraktech ovoce a zeleniny pomocí UPLC-MS/MS a GC-MS/MS (APGC) na jednom tandemovém kvadrupólovém spektrometru (Xevo TQ-S micro). Metoda splňuje požadavky EU SANTE (11945/2015) při úrovni MRL 0,010 mg/kg a umožňuje rychlé přepínání mezi chromatografickými vstupy za méně než 30 min.

Použitá metodika

Extrahovány byly vzorky celeru, citronu, kukuřice a kelu pomocí QuEChERS AOAC 2007.01 s DisQuE soupravou. Následovalo čištění přes dSPE s adsorbenty MgSO₄, PSA a GCB dle typu matrix. Pro UPLC se vzorek rekonstituoval do 500 µL vodné fáze, pro GC se odpařil acetonitril a rekonstituoval v hexanu.

Použitá instrumentace

• UPLC: ACQUITY H-Class, kolona BEH C18 (1,7 µm, 2,1×100 mm), gradient voda/Methanol s 10 mM acetátem amonným.
• GC: 7890A s APGC univerzálním zdrojem, kolona Rxi-5MS (30 m×0,25 mm×0,25 µm), splitless injekce, nosný plyn helium.
• MS/MS: Xevo TQ-S micro, ESI+ pro UPLC, API+ (proton transfer) pro APGC.
• Software: MassLynx, Quanpedia pro generování MRMs a metod, TargetLynx pro zpracování dat.

Hlavní výsledky a diskuse

Databázové řízení metod v Quanpedia umožnilo snadné vytváření a aktualizaci MRMs pro zhruba 200 pesticidů na obou chromatografických vstupech. Rychlá skenovací rychlost TQ-S micro zajistila ≥12 bodů na vrchol i v časově segmentovaných režimech (dwell time ~0,006 s). Příkladem je flutolanil ve celeru (0,010 mg/kg) s RSD 5,2 % a S/N >130.
Matricově kalibrované křivky (0,001–0,050 mg/kg) pro většinu pesticidů vykázaly R² ≥0,995 (kvadratická nebo lineární regrese). Detekce na hladině 0,010 mg/kg byla úspěšná pro >99 % sloučenin v matrici s RSD <10 % (kromě APGC v kelu, kde >80 % měření mělo RSD <10 %).

Přínosy a praktické využití metody

• Jedna MS platforma pro LC a GC zvyšuje laboratořní efektivitu a snižuje potřebu více přístrojů.
• Automatizace nastavení metod přes Quanpedia urychluje validaci a údržbu.
• Metoda splňuje legislativní požadavky EU i testy sledování neautorizovaných pesticidů.
• Univerzální workflow podporuje široké spektrum analyzovaných látek v různých matricích.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozšíření databází pro nové pesticidy, vyšší automatizace založené na strojovém učení a integrace do high-throughput screeningových platforem. Zdokonalení APGC zdroje a softwarových nástrojů umožní rychlejší adaptaci na změny legislativy a nástup nových chemických látek.

Závěr

Prezentovaný protokol ukazuje robustní, citlivou a flexibilní metodiku pro multi­reziduální stanovení pesticidů v potravinách. Společný analytický přístup UPLC-MS/MS a GC-MS/MS na jednom přístroji nabízí laboratořím úsporu času, snížení provozních nákladů a vysokou kvalitu dat v souladu s mezinárodními standardy.

Reference

• D. Shah, E. McCall, G. Cleland. Single LC-MS/MS Method for Confirmation and Quantification of Over 400 Pesticides in a Complex Matrix. Waters Application Note, 2016.
• T. Kovalczuk et al. UPLC-MS/MS: A Novel Challenge in Multiresidue Pesticide Analysis in Food. Analytica Chimica Acta, 577, 2006.
• M. Tienstra et al. Fast GC Residue Analysis in Animal Feed Using APGC-MS/MS. Journal of Chromatography A, 1422 (2015).
• L. Cherta et al. GC-MS/MS with APGC for Multiclass Pesticides in Fruits and Vegetables. Journal of Chromatography A, 1314, 2013.
• European Commission. SANTE/11945/2015. Guidance on Analytical Quality Control and Method Validation for Pesticides, 2015.
• AOAC Official Method 2007.01: Pesticide Residues in Foods by QuEChERS. AOAC International, 2013.