Determination of Pesticide Residues in Black Peppercorns Using LC-MS/MS After Extraction and Clean up Using QuEChERS and Pass-Through SPE

Význam tématu

Bezpečnost potravin a dodržování maximálních reziduálních limitů pesticidů (MRL) je klíčové pro ochranu zdraví spotřebitelů a ochranu mezinárodního obchodu. Pepřovec je komplexní matice obsahující tuky, fosfolipidy a pigmenty, které znesnadňují spolehlivou analýzu pesticidů. Efektivní extrakce a očista vzorku jsou nezbytné pro minimalizaci matrix efektů a zajištění citlivé a selektivní detekce.

Cíle a přehled studie / článku

Autoři si kladli za cíl vyvinout a otestovat multireziduální analytickou metodu pro stanovení zbytků 204 pesticidů v černém pepři, kombinující modifikovaný postup QuEChERS s následnou pasážní SPE očistou. Výsledky byly vyhodnoceny podle pokynů SANTE pro nejnižší hladinu kalibrace (LCL), lineární kalibraci a procento zotavení.

Použitá metodika a instrumentace

Postup extrakce:

• Vzorek mletého černého pepře extrahován dle modifikovaného protokolu CEN QuEChERS.
• Očista ve srovnání: disperzivní SPE (MgSO₄, PSA, C18, GCB) vs. pasážní SPE na Oasis PRiME HLB (odstranění tuků, fosfolipidů, pigmentů, první 0,25 mL eluátu vyřazeno, sběr dalších 0,75 mL).

Instrumentace:

• UPLC: ACQUITY UPLC I-Class PLUS, kolona Premier HSS T3 (2,1×100 mm, 1,8 µm), teplota kolony 40 °C, injekce 2 µL.
• MS/MS: Xevo TQ-S micro, ESI v pozitivním i negativním režimu, kapilární napětí ±0,5–1,0 kV, odplynování 1000 L/h, teplota zdroje 120 °C, desolvace 300 °C.
• Post-injekční míchání: 50 µL rozšiřovací smyčky pro zlepšení tvaru raně elujících analyz.

Hlavní výsledky a diskuse

• Pasážní SPE na Oasis PRiME HLB vykázala vyšší procento zotavení (86 % látek v rámci 70–120 %) než disperzivní SPE (67 %).
• Matrix efekty se snížily pro téměř 50 % analyzovaných pesticidů, 84 % látek dosáhlo LCL 0,005 mg/kg.
• Kalibrační křivky (0,005–1 mg/kg) byly lineární či kvadratické s R² ≥ 0,99 a reziduály < 20 %.
• Kromě 6,5 % látek s nedostatečnou citlivostí či stabilitou byla většina analytů úspěšně kvantifikována ve třech testovaných koncentracích.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rychlou a efektivní kontrolu dodržování MRL pro pesticidy v pepři. Pasážní SPE zjednodušuje přípravu vzorků, zvyšuje robustnost a prodlužuje životnost instrumentu. Lze ji implementovat v laboratořích veřejného i soukromého sektoru pro rutinní monitoring.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření počtu cílových sloučenin a přizpůsobení postupu dalším korigujícím technikám (např. imunoadsorpce).
• Implementace vysokorychlostního datového zpracování s umělou inteligencí pro automatickou detekci a identifikaci stopových látek.
• Optimalizace očisty pro extrémně složité matice, např. koření s vysokým obsahem éterických olejů.

Závěr

Vyvinutá metoda spojující QuEChERS s pasážní SPE na Oasis PRiME HLB a UPLC-MS/MS prokázala vysokou citlivost, selektivitu a spolehlivost. Většina pesticidů byla kvantifikována při LCL 0,005 mg/kg s recovey 70–120 %, což potvrzuje vhodnost metody pro kontrolu shody s MRL v pepři.

Reference

1. Order on MRL Spices and Culinary Herbs, FSSAI, 2024.
2. Waters Application Brief 720008039 (2023) – Smart clean-up approach for black tea and cocoa beans.
3. European Committee for Standardisation EN 15662:2018 – QuEChERS multimethod.
4. Zhu Y. et al., Evaluation of clean-up procedures in UPLC-MS/MS analysis of spices, Food Addit. Contam. A, 38(2):326–338 (2021).
5. SANTE/11312/2021v2 Guidance Document on Analytical Quality Control and Method Validation, 2023.