High Speed Analysis of Pesticides Listed in Appendix Method 20-2 for the Complementary Items for Water Quality Management in Japan Using a Triple Quadrupole LC/MS/MS

Význam tématu

Simultánní stanovení pesticidů ve vodách pitných zdrojů je klíčové pro zajištění bezpečnosti zásobování i dodržení přísných regulačních limitů. Rozšíření počtu sledovaných látek na 181 (včetně 113 nově přidaných) klade vysoké nároky na rychlost, citlivost a spolehlivost analytické metody. Rychlá a přesná kvantifikace širokého spektra residuí pesticidů pomáhá včas odhalit překročení limitních hodnot a podpořit environm entální i zdravotní kontrolu vody.

Cíle a přehled studie / článku

Hlavním cílem bylo demonstrovat možnost analyzovat 181 pesticidů dle JIS Appendix Method 20-2 v čase do 25 minut pomocí LC–MS/MS s triple kvadrupólem (Shimadzu LCMS-8050). Studie zahrnovala:

• Ověření chromatografického rozlišení a celkové doby analýzy.
• Validaci 152 pesticidů dle pokynů pro pitné vody (29 považováno za referenčních).
• Hodnocení opakovatelnosti, přesnosti a lineárnosti metody při nízkých koncentracích (1/100 cílové hodnoty).

Použitá metodika a instrumentace

Analýza probíhala na systém u Shimadzu LC–MS/MS (model LCMS-8050) s následující konfigurací:

• Kolona: InertSustain AQ-C18 PEEK, 50 × 2,1 mm, částice 1,9 μm.
• Mobilní fáze A: 5 mmol/l acetát amonný ve vodě; B: 5 mmol/l acetát amonný v methanolu.
• Gradient: 10 % B → 45 % B (3 min) → 80 % B (15,5 min) → 100 % B (18–21 min) → návrat na 10 % B do 25 min.
• Průtok 0,25 ml/min, teplota kolony 40 °C, objem injekce 50 μl.
• Ionizace ESI ve dvojitém režimu (+/–); interface 200 °C, DL 200 °C, block heater 400 °C.
• Plyny: nebulizační 3 l/min, sušící 10 l/min, ohřívací 10 l/min.

Hlavní výsledky a diskuse

Ve 25minutové analýze bylo dosaženo jasného rozlišení všech 181 pesticidů na TIC chromatogramu bez ztráty citlivosti. Pro 152 validovaných látek platí:

• Lineární oblast od 0,001 až do 30 μg/l (R2 nad 0,995 pro většinu analyzovaných pesticidů).
• Průměrné zotavení 80–113  %, RSD opakovatelnosti pod 15 % (n=5) při 1/100 cílové hodnoty.
• Detekční limity v rozsahu desítek ng/l pro většinu analyty.

Nově přidané pesticidy (např. cypermethrin, ethiprole, fenoxanil) vykázaly srovnatelnou citlivost a lineárnost jako již zařazené látky. U látek s vysokou afinitou k povrchu (např. adsorption na ODS) pomohla volba metal-free kolony k eliminaci ztrát analyzátů.

Přínosy a praktické využití metody

Rychlá doba analýzy (<25 min) umožňuje vysokou propustnost vzorků a efektivní monitoring vody v reálném čase. Univerzální metoda pro 181 pesticidů šetří práci i materiál oproti několika samostatným metodám (SPE-GC/MS, SPE-LC/MS). Laboratoře QA/QC i vládní kontrolní orgány získávají spolehlivý nástroj pro plnění legislativních požadavků.

Budoucí trendy a možnosti využití

Navazující vývoj směřuje k:

• Automatizované přípravě vzorků (on-line SPE, robotizace) pro vyšší průchodnost dat.
• Rozšíření panelu látek o nové komerčně nasazované pesticidy a jejich metabolity.
• Aplikaci HRMS technik pro nestandardní nálezy a neznámé rezidua.
• Integraci výsledků do systémů včasného varování a umělé inteligence pro predikci kontaminací.

Závěr

Použitím Shimadzu LCMS-8050 se v souladu s Appendix Method 20-2 dosáhlo spolehlivé, citlivé a rychlé stanovení 181 pesticidů v pitné vodě. Validovaná metoda splňuje náročné požadavky pro monitoring a správu kvality vody a poskytuje robustní základ pro další rozšíření a automatizaci v oblasti environmentální analýzy.

Reference

1. Shimadzu Application Note LAAN-A-LM-E143, červen 2018
2. Notification Nos. 0328-1 až 4, Ministerstvo zdravotnictví, práce a sociálních věcí Japonska, březen 2018