Optimizing Recoveries of Planar Pesticides in Spinach Using Toluene and Agilent Bond Elut QuEChERS AOAC Kits with Graphitized Carbon

Význam tématu

Metoda QuEChERS je standardem pro multireziduální stanovení pesticidů v ovoce a zelenině díky své rychlosti, jednoduchosti a nízkým nákladům. U vysoce pigmentovaných vzorků, jako je špenát, se však pro čistění extraktů běžně přidává grafitovaný uhlík (GCB), který odstraňuje chlorofyl a karotenoidy, ale současně váže některé planární pesticidy. To vede k nízkým výtěžkům a horší přesnosti. Optimalizace tohoto kroku je klíčová pro spolehlivé a komplexní monitorování reziduí pesticidů v potravinách.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo otestovat přídavek toluenu do dispersní SPE fáze metody Agilent Bond Elut QuEChERS AOAC určené pro pigmentované potraviny, aby se minimalizovala ztráta planárních pesticidů na GCB a zlepšila se jejich extrakční účinnost. Studie porovnala původní postup („bez toluenu“) a modifikaci („s toluenem“) při analýze 34 pesticidů metodami LC/MS/MS a GC/MS.

Použitá metodika a instrumentace

Postup zahrnoval:

• Extrahování 15 g homogenizovaného špenátu 1% kyselinou octovou v acetonitrilu s MgSO4 a chloridem hořečnatým.
• Oddělení acetonitrilové fáze a přidání disperzní SPE kazety s PSA, GCB a MgSO4.
• Do kazety se modifikovaně přidalo toluenu v poměru ACN:toluene 8:3, po promíchání a centrifugaci se extrakt vysušil a rekonstituoval v 0,1% kyselině ve acetonitrilu.

Instrumentace:

• Agilent 1200 Series HPLC s DAD detektorem a kolona Phenyl-Hexyl.
• Agilent 6410 triple quadrupole LC/MS/MS se zdrojem ESI.
• Agilent 5975C GC/MS s kapilární kolonu HP-5ms Ultra Inert a zpětným pruhem plynů.

Hlavní výsledky a diskuse

Úprava přidáním toluenu:

• Významně zvýšila výtěžky 8 planárních pesticidů (carbendazim, thiabendazol, pymetrozin, cyprodinil, chlorthalonil, coumaphos, dichlorobenzofenon, folpet) ze 20–60 % na 50–100 % s RSD pod 10 %.
• Neutrálně ovlivnila výtěžky většiny ostatních látek, se snížením < 15 % při zachování přijatelné preciznosti.
• Výrazně snížila výtěžek dichlorvosu, u něhož RSD narostlo na 90 %.
• Zvýšené množství toluenu přineslo vyšší extrakční účinnost – z testovaných poměrů 8:1, 8:2 a 8:3 (ACN:toluene) byl zvolen 8:3 jako optimální.
• Modifikace vyžaduje pouze 1mL dispersní SPE kazetu s 375 µL toluenu, což šetří čas a spotřebu dalších vzorků a rozpouštědel.
• Modifikovaný postup přinesl více matrice do konečného extraktu (zvýšené chromatografické pozadí ve UV), ale neměl významný vliv na výsledky LC/MS/MS ani GC/MS.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje:

• Zachovat jednoduchost workflow QuEChERS a současně řešit nízké výtěžky planárních pesticidů.
• Analýzu rozšířené škály pesticidů v pigmentovaných matricích bez nutnosti opakovat kompletní extrakci.
• Úsporu času, vzorků a rozpouštědel díky simultánnímu zpracování originálního a modifikovaného postupu z jedné extrakce.

Budoucí trendy a možnosti využití

Potenciální další směry:

• Optimalizace poměru organických rozpouštědel pro další třídy problematických sloučenin.
• Použití alternativních sorbentů nebo kombinace GCB s modifikovanými povrchy k minimalizaci vazby planárních látek.
• Aplikace podobného přístupu v dalších matrikách s vysokým obsahem pigmentů (bobule, listová zelenina).
• Další validace pro širokou škálu reziduí pesticidů dle mezinárodních norem.

Závěr

Přidání toluenu v poměru 8:3 do dispersní SPE kazety Agilent Bond Elut QuEChERS AOAC pro pigmentované vzorky výrazně zlepšuje výtěžky a preciznost u planárních pesticidů, aniž by negativně ovlivnilo celkovou analýzu LC/MS/MS a GC/MS. Modifikace není přímou „drop-in“ náhradou původního postupu, ale představuje efektivní alternativu pro řešení specifických analytických problémů u vysoce pigmentovaných potravin.

Reference

1. Anastassiades M., Lehotay S.J., J. AOAC Int., 2003, 86, 412–431.
2. Lehotay S.J. et al., J. AOAC Int., 2005, 88, 615–629.
3. Lehotay S.J. et al., J. AOAC Int., 2007, 90, 485–520.
4. Zhao L., Schultz D., Agilent 5990-3937EN.
5. Zhao L., Stevens J., Agilent 5990-4068EN.
6. Lehotay S.J., Methods in Biotechnology, Vol. 19, 2006.
7. Schenck F.J., Wong J.W., CRC Press, 2008.
8. Pang G.F. et al., J. AOAC Int., 2005, 89, 740–771.
9. Okihashi M. et al., J. Pestic. Sci., 2005, 30, 368–377.
10. Sheridan R.S., Meola J.R., J. AOAC Int., 1999, 82, 982.
11. Zhao L., Wylie P., Stevens J., Agilent 5990-4073EN.