Determination of anionic polar pesticides and oxyhalides in beer and strawberry samples using IC-HRAM-MS

Význam tématu

Polar pesticides a oxyhalide disinfection by-products jsou stále častěji detekovány v potravinách a nápojích a jejich přítomnost vzbuzuje obavy o bezpečnost potravin a dodržování regulačních limitů. Potřeba citlivých, rychlých a robustních analytických metod pro jejich simultánní stanovení je klíčová pro laboratorní kontrolu kvality, výzkum i regulatorní dozor.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem této aplikace bylo vyvinout a ověřit analytický postup umožňující v jedné 15minutové analýze chromatograficky separovat a hmotnostně spektrometricky detekovat 14 aniontových polarních pesticidů, jejich metabolitů a tří disinfekčních vedlejších produktů (chlorit, chlorát, bromát) plus perchlorát v pivu a jahodách.

Použitá metodika a instrumentace

Pro separaci byla použita vysokotlaká reagencie-bez IC (RFIC) na systému Thermo Scientific™ Dionex™ Integrion™ s aniontovou kolonkou IonPac AS19-4µm a regenerativním potlačovačem ASRS 300. Eluentem byl gradient KOH generovaný eluentní kartuší EGC 500 s CR-ATC 600 trap kolonkou a vysokotlakým odplyňovačem. Detekce:

• konduktometrie po potlačení
• hraná hmotnostní spektrometrie (Orbitrap Q Exactive Focus) v záporném režimu ESI, režim full scan a SIM

Vzorky jahod připraveny postupem QuPPe, piva pouze 10× až 100× zředěna deionizovanou vodou.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda vykázala limity detekce 0,05–1 µg/L pro většinu analyzovaných sloučenin, s linearitou 50–2000 ng/L a přesností (RSD) <20 %. Obnova přídavků standardu ve vzorcích byla mezi 90–95 %. Ve výluhu z jahod byl detekován bromid (~100 ng/L) bez tvorby bromátu, perchlorát nebyl prokázán. V několika pivních vzorcích (ječmen-rye, bezlepkové sorghum, nealko ječmen) se potvrdil glyphosate v sub-ppb hladinách, zatímco v pšeničných pivech nebyl nalezen.

Přínosy a praktické využití metody

Tento postup umožňuje rychlou, vysoce selektivní a citlivou multikomponentní analýzu bez nutnosti derivatizace. Metoda je vhodná pro rutinní monitoring reziduí v potravinářských a nápojových matricích, podporuje plnění regulačních požadavků a rychlé vyšetřování incidentů kontaminace.

Budoucí trendy a možnosti využití

• rozšíření analýzy o další iontové kontaminanty a metabolity
• integrace s LC-MS/MS pro zlepšení kvantitativní selektivity
• automatizace vzorkovacího a datového workflow
• aplikace v environmentální analýze úpravy vody a půdních vzorcích

Závěr

Vyvinutá IC-HRAM-MS metoda poskytuje spolehlivé, rychlé a vysoce citlivé stanovení polarních pesticidů, jejich metabolitů a disinfekčních DBP v potravinářských matricích. Vysoká propustnost, absence derivatizace a nízké LOD činí metodu perspektivní pro rutinní QA/QC a regulatorní monitoring.

Reference

1. Christison T., Gerardo L., Beck J., Rohrer J. Thermo Fisher Scientific. Determination of anionic polar pesticides and oxyhalides in beer and strawberry samples using IC-HRAM-MS. Application Note 72765, 2018.
2. EURL Quick Polar Pesticides (QuPPe) extraction method, EU Reference Laboratories for Pesticide Residues.
3. Thermo Fisher Scientific. TN175 Configuring the Dionex Integrion HPIC System for High-Pressure Reagent-Free Ion Chromatography.
4. Thermo Fisher Scientific. AN661 Fast routine analysis of polar pesticides in foods by suppressed ion chromatography and mass spectrometry.
5. Thermo Fisher Scientific. AN666 Routine analysis of polar pesticides in water at low ng/L levels by IC–MS/MS.
6. Environmental Protection Agency Pesticide Sales and Chemical Search databases, US EPA.
7. ASTM D1193 Standard Specification for Reagent Water.
8. PubChem, ChemSpider databases for compound data.
9. FAO/WHO evaluations and EPA risk assessments of glyphosate and metabolites.
10. IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans.
11. California Proposition 65 ruling on glyphosate.
12. Schulte-Hermann et al. Regulatory Toxicology and Pharmacology, Reproductive toxicity of glufosinate.
13. Van der Burg et al. Reproductive Toxicology, ChemScreen in silico predictions.
14. Rajski L. et al. J. AOAC Int., ion chromatography coupled to Q-Orbitrap for anionic pesticides.
15. Adams S., FERA. Analysis of polar pesticides by IC–MS in fruits and vegetables.
16. Beck J. et al. ASMS Users’ Meeting, Analysis of Polar Pesticides by IC–MS on Q Exactive.
17. Mohan G. California glyphosate cancer warning halted. LA Times, 2018.
18. Thermo Fisher Scientific. SRD-10 Suppressor Regenerant Detector Installation Manual.