Multi-residue analysis of pyrethroids in soil and sediment using QuEChERS by LC/MS/MS

Význam tématu

Pyrethroidy představují skupinu syntetických insekticidů intenzivně využívaných v zemědělství i domácnostech. Vzhledem k nízké vodní rozpustnosti a silné adsorpci na půdní částice dochází k jejich akumulaci v půdách a sedimentech, kde mohou negativně ovlivňovat suchozemské i vodní bezobratlé organismy. Vývoj rychlých, citlivých a univerzálních analytických metod pro monitorování jejich reziduí je klíčový pro ochranu životního prostředí a zajištění potravinové bezpečnosti.

Cíle a přehled studie

Cílem této práce bylo vyvinout a validovat simultánní kvantitativní metodu pro analýzu 14 nejpoužívanějších pyrethroidů v půdních a sedimentárních vzorcích. Studie využívá kombinaci extrakce podle přístupu QuEChERS a detekce pomocí kapalinové chromatografie spojené s tandemovou hmotnostní spektrometrií (LC/MS/MS).

Použitá metodika

Vzorky (5 g půdy nebo 10 g sedimentu) byly nejprve hydrátovány přidáním 5 mL vody. Následovala extrakce s 10 mL acetonitrilu za přítomnosti směsi soli (MgSO4, NaCl, citráty). Po odstředění byl získaný acetonitrilový extrakt očištěn dispersní SPE (MgSO4, PSA, GCB) a filtrován. Analýza proběhla v režimu gradientního eluce na kolóně PFP 2.6 µm a toku 0,2 mL/min.

Použitá instrumentace

• UHPLC systém Nexera (Shimadzu)
• Kolona Phenomenex Kinetex PFP 100 Å, 100×2,1 mm, 2,6 µm
• Triple kvadrupólový hmotnostní spektrometr LCMS-8050 (Shimadzu) s ESI pozitivním/negativním režimem
• QuEChERS extrakční a dSPE sady RESTEK

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda prokázala lineárnost kalibrace v rozsahu zpravidla 0,01–500 µg/kg s koeficientem r2 > 0,997. Limity kvantifikace (LOQ) se pohybovaly od 0,01 do 0,5 ppb. Recoveries ve vzorcích půdy i sedimentu dosahovaly 70–120 % bez výrazného matričního efektu. V reálném vzorku půdy byly identifikovány ethofenprox (0,01 ppb) a permethrin (0,03 ppb), ostatní pyrethroidy nebyly detekovány.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí vysokou citlivost, robustnost a jednoduchou přípravu vzorku. Umožňuje monitorování širokého spektra pyrethroidů na úrovni ppt, což je vhodné pro environmentální studie, zemědělský monitoring i kontrolu kvality vod a půd.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další směřování zahrnuje rozšíření metody o nové emergentní pesticidy, automatizaci přípravy vzorku a propojení s vysokokapacitními screeningovými přístupy. Integrace dat s nástroji chemoinformatiky a strojového učení může zlepšit predikci distribuce reziduí v terénu.

Závěr

Vyvinutá QuEChERS-LC/MS/MS metoda umožňuje spolehlivou, rychlou a citlivou multi-reziduální analýzu 14 pyrethroidů v půdách a sedimentech, splňující požadavky environmentálního a potravinářského dozoru.

Reference

• Y. Fujito, K. Arakawa, Y. Hayakawa. Multi-residue analysis of pyrethroids in soil and sediment using QuEChERS by LC/MS/MS. ASMS 2014, TP 560, Shimadzu Corporation, 2014.