Pesticide residues screening analysis in tea and honey using a Q Exactive Focus High-Resolution Mass Spectrometer

Význam tématu

Monitorování reziduí pesticidů v potravinách je klíčové pro bezpečnost spotřebitelů a splnění legislativních limitů. Vzhledem k přísným maximálním hladinám reziduí a širokému spektru analyzů kladou se na analytické metody vysoké nároky na citlivost, selektivitu a schopnost zpracovat velké množství vzorků. Vysoce přesné hmotnostní spektrometry s Orbitrap detektory nabízejí výhodu vysokého rozlišení a přesné hmotnosti, což umožňuje minimalizovat interferenci matric a zvyšuje spolehlivost identifikace

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout a ověřit univerzální LC HRAM metodu schopnou rychlého screeningu a polo-kvantifikace až 328 pesticidů v maticích medu a čaje pod legislativními limity. Metoda využívá režimu full scan s variabilní datově nezávislou analýzou (FS-vDIA), umožňuje zpětnou analýzu spekter a vícerozměrnou identifikaci sloučenin. Vývoj je zaměřen na vysokou propustnost a možnost budoucího rozšíření počtu analyzů

Použitá metodika

Vzorky medu a čaje byly extrahovány podle QuEChERS protokolu. Do plastových zkumavek se naváželo 10 g vzorku, přidala se voda a po vortexování se extrahovalo acetonitrilem. Následovalo přídání sorbentů PSA a C18, centrifugace, očista extraktu a filtrace na PTFE filtrech. UHPLC separace probíhala na kolóně Accucore aQ (100 × 2,1 mm, 2,6 µm) při 15minutovém gradientu vody s formiátem amonným a metanolu s formiátem amonným. Hmotnostní analýza se prováděla v režimu FS-vDIA s rozlišením 70 000 a krokovanou kolizní energií

Použitá instrumentace

• Vanquish Flex UHPLC systém se čtyřkanálovým čerpadlem, zásobníkem a statickým mixérem
• Q Exactive Focus Hybrid Quadrupole-Orbitrap hmotový spektrometr
• Ultrazvuková lázeň Elmasonic S40H a homogenizátor ULTRA-TURRAX G25
• Multifunkční centrifuga Multifuge X3R
• Přesné analytické a mikrováhy od Thermo Fisher a Sartorius
• Pipetovací systémy Finnpipette a accu-jet s příslušnými špičkami
• Filtrační stříkačky, injekční lahvičky LC a QuEChERS soupravy

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda prokázala selektivitu s falešně negativními detekcemi pod 2 % a falešně pozitivními pod 3 % při koncentraci 10 ng/g. Více než 85 % analyzů bylo detekovatelných do 10 ng/g a přibližně 70 % do 1 ng/g. Linearity kalibračních křivek ve spárovaných extraktech dosáhla korelačních koeficientů vyšších než 0,985. Mezidenní přesnost vyjádřená RSD byla u většiny látek pod 25 %. Pro slabě detekovatelné pesticidy lze doplnit PRM režim pro zvýšení citlivosti a kvality fragmentace

Přínosy a praktické využití metody

Navržená metoda zkracuje dobu analýzy, zvyšuje propustnost a nabízí možnost retrospektivní kontroly spekter. Vysoké rozlišení Orbitrap detektoru minimalizuje rušení matric a snižuje riziko falešných nálezů. Metoda je vhodná pro rutinní QA/QC potravinářské výroby, úřady dohledu i výzkumné laboratoře

Budoucí trendy a možnosti využití

Výhledově lze očekávat rozšíření spektra analyzů o nové pesticidy a metabolity, integraci selektivních PRM režimů pro slabé signály a využití umělé inteligence pro automatizaci datové analýzy. Dalšími kroky jsou optimalizace gradientu, nasazení nano-UHPLC kolón a zrychlení cyklů analýzy

Závěr

LC-HRMS metoda s režimem FS-vDIA nabídla spolehlivý screening a polo-kvantifikaci stovek pesticidů v náročných matricích medu a čaje. Splňuje požadavky evropských předpisů a je škálovatelná pro rozšíření dalších aplikací v oblasti potravinové bezpečnosti

Reference

1. Směrnice Evropské komise EC 396/2005 o maximálních hladinách pesticidních reziduí
2. Příručka referenční laboratoře EURL pro pesticidy pro screening a potvrzování reziduí
3. FDA Acceptance Criteria for Confirmation of Identity of Chemical Residues using Exact Mass Data, 2015