Method for the determination of 313 Residual Pesticides in Black tea using LCMS-8045 and GCMS-TQ8040 NX

Význam tématu

Spotřeba černého čaje je celosvětově vysoká a ke zvýšení výnosu a ochrany plantáží se často používá široké spektrum pesticidů. Pro bezpečnou konzumaci je klíčové sledovat zbytkové hladiny těchto látek pod stanovenými maximálními limity (MRL). Vyvinutá metoda umožňuje rychlé, citlivé a spolehlivé stanovení více než 300 pesticidů v komplexní matrici černého čaje, čímž podporuje kvalitu výrobků a dodržování legislativních požadavků.

Cíle a přehled studie / článku

Studie se zaměřila na vytvoření a validaci multicuklikové, více reziduální analytické metody pro simultánní stanovení 313 pesticidů v čaji pomocí LC-MS/MS a GC-MS/MS. Cílem bylo dosáhnout nízkých meziproduktových limitů kvantifikace, vysoké propustnosti analýzy a reprodukovatelnosti výsledků dle SANTE směrnic.

Použitá metodika a instrumentace

Pro extrakci vzorků byl upraven postup QuEChERS:

• Pro LC-MS/MS: extrakce acidifikovaným acetonitrilem, sodným chlorem a MgSO4; následný očistný krok s PSA, C-18 a GCB.
• Pro GC-MS/MS: extrakce acidifikovaným ethylacetátem, CaCl2 a MgSO4; očista obdobnými sorbenty.

Instrumentace:

• LC-MS/MS systém: Shimadzu LCMS-8045 spojený s Nexera X2 (autosampler SIL-30AC).
• Chromatografická kolona LC: Shim-pack XR-ODS II (3,0×150 mm, 3 µm); mobilní fáze voda/methanol s 2 mM amonného formiátu a 0,002 % kys. mravenčí; průtok 0,4 mL/min, gradient 21 min.
• GC-MS/MS systém: Shimadzu GCMS-TQ8040 NX s autoinjektorem AOC-20i+s; kolona SH-Rxi-5Sil MS (30 m×0,25 mm, 0,25 µm), programeř teplot 25 min a splitless injekce.
• Detekce: ESI v pozitivním módu u LC-MS/MS, EI u GC-MS/MS, MRM přechody (1 cílový, 2 referenční).
• Software: LabSolutions Insight pro vyhodnocení specificity, linearity, recoveries a přesnosti.

Hlavní výsledky a diskuse

• Linearita: Kalibrační křivky v rozsahu 1–50 µg/L pro LC-MS/MS a 1–15 µg/L pro GC-MS/MS splňovaly požadavky 80–120 % přesnosti a R2 > 0,99 pro většinu sloučenin.
• LOQ: 198 pesticidů dosaženo 10 µg/kg v LC-MS/MS, 81 v GC-MS/MS; další komparativní LOQ 20–40 µg/kg dle analytické skupiny.
• Recovery: U 169 látek v LC-MS/MS a 119 látek v GC-MS/MS byly střední vytažitelnosti 70–120 %; zbytek vykázal nižší extrakční účinnost, avšak vratné a reprodukovatelné (RSD < 20 %).
• Precision: Repeatabilita (RSDr) a reprodukovatelnost (RSDR) při LOQ úrovních pro všechny analyty < 20 %.
• Specificita: Signály v matrice a metodickém blanku < 30 % reportovací hladiny, bez interferencí.

Přínosy a praktické využití metody

• Vysoká propustnost díky rychlým analýzám (LC 21 min, GC 25 min) a nízkým objemům injekce prodlužujícím životnost kolony.
• Možnost simultánního sledování širokého spektra pesticidů v potravinářských matricích.
• Vhodné použití pro rutinní kontrolu kvality čaje v laboratořích QA/QC i výzkumných centrech.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozšíření databází MRM přechodů pokrývajících nové pesticidy a metabolity. Metody ultrarychlých chromatografii a moderních ionizačních technik umožní pokles LOQ do jednotek µg/kg a zvýšení citlivosti. Integrace s postupy strojového učení pro automatické vyhodnocení dat a prediktivní modely matričních vlivů přinese další zrychlení a přesnost analýz.

Závěr

Vyvinutá metoda modifikovaného QuEChERS s následnou analýzou na LCMS-8045 a GCMS-TQ8040 NX poskytuje robustní a vysoce citlivé stanovení 313 pesticidů v černém čaji. Validace dle SANTE potvrdila linearitu, přesnost, opakovatelnost a nízké LOQ vhodné pro rutinní monitoring zbytků pesticidů v souladu s mezinárodními limity.

Reference

1. Anastassiades M., Lehotay S. J., Štajnbaher D., Schenck F. J. 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, 86(2), 412–431 (2003).
2. European Commission, Directorate General for Health and Food Safety. Guidance Document on Analytical Quality Control and Method Validation Procedures for Pesticide Residues Analysis in Food and Feed. SANTE/12682/2019.