An Automated LC-MS/MS Workflow for High-throughput Pesticide Residue Screening in Cannabis Samples

Význam tématu

Legalizace rekreačního a medicinálního konopí v řadě států USA vytvořila potřebu spolehlivého a vysokopropustného testování pesticidů v rostlinných vzorcích. Regulace stanovují přísné limity pro rezidua pesticidů, což klade náročné požadavky na analytické laboratoře z hlediska citlivosti, přesnosti a efektivity.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem prezentované studie bylo vyvinout a ověřit plně automatizovaný LC-MS/MS workflow pro screening pesticidů v extraktech z konopných květů. Výzkum spojil optimalizovaný vzorkovací protokol, vysoce výkonnou chromatografii se třetinásobným kvadrupólem (Ultivo TQ) a speciální software Agilent MassHunter Productivity App pro řízení akvizice dat, zpracování a reporting.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky konopných květů byly homogenizovány, extrahovány acetonitrilem a čistěny přes SampliQ C18 EC SPE kartu. Extrakty se naředily a analýza probíhala na Agilent 1290 Infinity II UHPLC s kolonkou Poroshell 120 Phenyl-Hexyl (2,7 μm, 2,1×100 mm) při teplotě 55 °C. Rozpouštěcí fáze A byla voda s 0,1 % kyseliny formiové a 5 mM formiátu amonného, fáze B methanol s 0,1 % kyseliny formiové. Gradient 30–100 % B během 9,5 min při průtoku 0,5 mL/min. Detekce na Agilent Ultivo TQD s AJS ESI v režimu dynamického MRM při přepínání polarit. Software Productivity App automatizoval nastavení běžného pořadí, monitorování běhu, cílené zpracování dat, kontrolu kvality špiček a generování reportů.

Hlavní výsledky a diskuse

Kalibrace ve vzorkovém extraktu (0,1–50 ng/g) vykázaly korelační koeficienty R2 > 0,99. 98 % analyzovaných pesticidů bylo detekováno již při 0,1 ppb s přesností 80–120 % a opakovatelností RSD < 10 %. Díky optimalizaci retencí a kvantifikátor-/kvalifikátorových poměrů softwarem byla spolehlivě odfiltrována a identifikována i látka s interferencemi z matrice. Ukázalo se, že kombinace efektivní extrakce, selektivní SPE a moderní MS technologie umožňuje rychlý a přesný screening širokého spektra pesticidů.

Přínosy a praktické využití metody

• Vysoká propustnost: kompletní workflow včetně přípravy, analýzy a reportu je možné obsluhovat plošně a automatizovaně.
• Nízké meze detekce: spolehlivé určení pesticidů již od 0,1 ppb.
• Standardizované zpracování: MassHunter Productivity App minimalizuje manuální zásahy a riziko chyb.
• Široké pokrytí látek: methoda zahrnuje obě kategorie pesticidů podle kalifornských předpisů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření workflow na jiné složité matrice, např. potraviny či krmiva.
• Integrace pokročilých algoritmů strojového učení pro další zlepšení automatického výběru špiček.
• Implementace online sledování kvality běhů a prediktivní údržba LC-MS systémů.
• Možnost modifikace protokolu pro další třídy kontaminantů, jako jsou mykotoxiny nebo veterinární léčiva.

Závěr

Popsané řešení spojilo optimalizovaný vzorkovací protokol, výkonnou chromatografii s Ultivo triple quadrupolem a specializovaný software pro plně automatizované zpracování dat. Výsledkem je robustní, rychlý a citlivý postup pro screening pesticidů v konopí, který splňuje přísné regulační požadavky a současně šetří čas laboratoře.

Reference

1. Stone P. et al. Determination of Pesticides and Mycotoxins as Defined by California State Recreational Cannabis Regulations, Agilent Application Note, 5994-0648EN, 2019.
2. Bureau of Marijuana Control. Proposed Text of Regulations California Code of Regulations Title 16 Division 42 Chapter 5 Testing Laboratories, 2019.