A Comprehensive Approach to Pesticide Residue Testing, Including Non-Target Analysis, for Fruits, Vegetables, and Nuts, Using QuEChERS, LC-MS/MS, and GCxGC-TOFMS

Význam tématu

Analytická kontrola reziduí pesticidů v ovoci, zelenině a ořeších je klíčová pro ochranu spotřebitele, splnění legislativních limitů a zajištění kvality potravin. Metoda QuEChERS je rychlá, ekonomická a univerzální, ale její účinnost závisí na typu matrice a použitých analytických technikách.

Cíle a přehled studie

Studie porovnávala robustnost extrakční metody QuEChERS při stanovení reziduí pesticidů v sedmi komoditách (paprika, okurka, hrozny, špenát, citron, rozinky, lískové ořechy). Cílem bylo vyhodnotit výkonnost dvou analytických přístupů – GCxGC-TOFMS a LC-MS/MS – z hlediska recoveries, detekce inkurrovaných reziduí a možnosti ne-cílové analýzy.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky se homogenizovaly, suché komodity (rozinky, lískové ořechy) se před extrakcí navlhčily dle EN15662. Všechny vzorky byly fortifikovány na 10 ng/g, extrahovány acetonitrilem s přídavkem MgSO4, NaCl a citrátového pufru. Následovala dispersivní SPE (PSA, C18, MgSO4).

• GCxGC-TOFMS: LECO Pegasus 4D, kolony Rxi-5Sil MS (30 m×0,25 mm×0,25 μm) + Rtx-200 (1,5 m×0,18 mm×0,20 μm), EI 70 eV, modulace 4 s, rozsah m/z 45–550, 100 spekter/s.
• LC-MS/MS: Shimadzu UFLCXR + AB SCIEX 4000 QTRAP, kolona Ultra Aqueous C18 (100×2,1 mm, 3 μm), gradient voda/amf – methanol/amf, tok 0,5 mL/min, ESI v Scheduled MRM režimu.
• Kalibrace: GCxGC matričně vyrovnané standardy, LC-MS/MS standardy v rozpouštědle.

Hlavní výsledky a diskuse

Recoveries většiny analyzovaných pesticidů dosáhly 80–110 % v matricích s vysokým obsahem vody (paprika, okurka, hrozny, špenát). Složitější vzorky (citron, rozinky, lískové ořechy) vykázaly:

• Matrixové interference v GCxGC-TOFMS pro nízké m/z ionty (propoxur, siduron) a nedostatečný clean-up dSPE.
• Výrazné potlačení signálu v LC-MS/MS u citrusů vedoucí k chybějícím detekcím a sníženým recoveries.

Inkurentní rezidua pesticidů byla kvantifikována oběma metodami s obvykle srovnatelnými výsledky. GCxGC-TOFMS navíc umožnilo detekci ne-cílových pesticidů (např. endosulfany).

Přínosy a praktické využití metody

Integrace QuEChERS s GCxGC-TOFMS a LC-MS/MS zajišťuje:

• Rychlou a nákladově efektivní extrakci širokého spektra pesticidů.
• Vysokou selektivitu a citlivost pro stabilní i polární sloučeniny.
• Možnost simultánní ne-cílové a cílové analýzy plného spektra reziduí.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Optimalizace clean-up kroků (cartridge SPE, fat freezing) pro náročné matrice.
• Zavádění HRMS pro vyšší selektivitu a identifikaci neznámých látek.
• Automatizace QuEChERS extrakce a on-line clean-up řešení.

Závěr

Studie potvrdila, že kombinace QuEChERS s GCxGC-TOFMS a LC-MS/MS poskytuje spolehlivé stanovení reziduí pesticidů v široké škále potravinových matric. Pro komplexní vzorky je však nutné pokročilejší clean-up a komplementární analytické přístupy.

Reference

1. Anastassiades M. et al., J. AOAC Int., 2003, 86, 412.
2. Lehotay S.J. et al., J. AOAC Int., 2005, 88, 595.
3. Lehotay S.J. et al., J. AOAC Int., 2005, 88, 630.
4. Mastovská K. et al., J. Agric. Food Chem., 2010, 58, 5959.
5. EN 15662, 2008.
6. Cochran J. et al., Restek GNAN1338, 2011.
7. Jansson C. et al., J. Chromatogr. A, 2004, 1023, 93.
8. Payá P. et al., Anal Bioanal Chem., 2007, 389, 1697.
9. Kittlaus S. et al., J. Chromatogr. A, 2011, 1218, 8399.