Fast and Ultrafast LC-MS/MS Methods for Robust and Reliable Analysis of Pesticides in Food Using the Vanquish UHPLC System

Význam tématu

Bezpečnost potravin je klíčová pro ochranu veřejného zdraví a vyžaduje spolehlivé testy reziduí pesticidů v potravinových matricích. Pokročilé metody UHPLC-MS/MS umožňují rychlou a citlivou polyfenolární analýzu stovek pesticidů v rozsahu ppb–ppm.

Cíle a přehled studie / článku

Studie představuje porovnání dvou UHPLC-MS/MS metod (15min a 5min gradient) pro kvantifikaci více než 250 pesticidů ve třech potravinových matricích (jahoda, pór, pšeničná mouka). Klíčový důraz je kladen na přenos metody mezi systémy UltiMate 3000 RSLC a Vanquish UHPLC, retenci času a citlivost při časovaném SRM.

Použitá metodika a instrumentace

Pro extrakci vzorků byl aplikován postup QuEChERS: homogenizace 10 g vzorku, přidání acetonitrilu (+ voda u pšeničné mouky), protřepání a odstředění. Následovaly odběry pro přípravu pracovních roztoků (5, 10, 100 µg/L).

• UHPLC systém Vanquish: základní modul, binární pumpa H, Split Sampler HT, kolonnový ohřívač H
• MS detektor Thermo Scientific TSQ Endura™, provoz ve dvojitém pozitivním/negativním HESI režimu
• CDS software Thermo Chromeleon 7.2 pro akvizici dat

Chromatografické podmínky:
15 min metoda – kolona Accucore aQ 100×2,1 mm, 2,6 µm; gradient voda/methanol (5 mM formiát NH4, 0,1 % FA), průtok 0,3 mL/min; detekce SRM s 30 s oknem, cyklus 0,5 s.
5 min metoda – stejná kolona, průtok 0,9 mL/min; gradient přizpůsoben, SRM okno 9 s, cyklus 0,34 s.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda byla úspěšně převedena z UltiMate 3000 RSLC na Vanquish UHPLC s průměrným posunem retence < 5 s díky optimalizaci objemu zpoždění gradientu. Ultrarychlá 5 min separace zvýšila průtok vzorků o 300 % a ušetřila 67 % analýzního času bez ztráty citlivosti.
Klíčová byla výjimečná opakovatelnost retencí: 7násobné opakování pro 50 látek ukázalo SD < 0,30 s mezi běhy a < 0,15 s mezi matricemi. Toto umožnilo spolehlivou aplikaci úzkých SRM oken (9 s) a zachování více než 10 datových bodů na chromatografický pík.

Přínosy a praktické využití metody

• Vyšší propustnost laboratoře díky zkrácení doby analýzy.
• Zachování citlivosti a selektivity detekce SRM pro stovky pesticidů.
• Minimalizace rizika falešných negativ při úzkých SRM oknech díky vysoké reprodukovatelnosti retence.
• Snadný přenos metody mezi LC systémy bez rozsáhlých úprav gradientu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj se zaměří na integraci dalších rychlých detekčních technik (např. vysokorozlišovací hmotová spektrometrie), automatizaci přípravy vzorků a využití umělé inteligence pro optimalizaci metod. Rostoucí tlak na udržitelnost povede k vývoji ekologičtějších rozpouštědel a miniaturizovaných metod pro on-site testování.

Závěr

Prezentované fast a ultrafast UHPLC-MS/MS metody pro analýzu pesticidů v potravinách nabízejí výrazné zkrácení doby analýzy při zachování vysoké citlivosti, selektivity a reprodukovatelnosti retencí. Implementace Vanquish UHPLC systému s TSQ Endura MS umožňuje efektivní screening a kvantifikaci více než 250 pesticidů v širokém spektru potravinových matric.

Reference

1. Picó Y.; Blasco C.; Font G. Mass Spectrom. Rev. 2004, 23, 45–85.
2. Wang J.; Yang C.; Beck J.; Massi J.; Ghosh D.; Blackburn M. Thermo Fisher Scientific Poster Note PN-64106-ASMS-EN-0614S.
3. Thermo Fisher Scientific Product Spotlight: Solvent Delivery Technology, SP-71188, 2015.
4. Carsten P.; De Pra M.; Martin M.; Sneekes E.J.; Bailey B.; Steiner F. Thermo Fisher Scientific Poster Note PN-71518-EN-0215S.