COMBINED USE OF GC TOF MS AND UPLC-QTOF MS FOR INVEST IGAT IVE ANALYSIS OF HONEYBEE POISONING

Význam tématu

Včely medonosné (Apis mellifera) jsou klíčové opylovače ovocných a semenných kultur. Intenzivní použití pesticidů v zemědělství však vede k častým otravám včelstvo, což ohrožuje ekosystém a zemědělskou produkci. Exaktní hmotnostní techniky jako GC-TOF MS a UPLC-QTof MS umožňují ne-cílené sledování reziduí pesticidů a jejich metabolitů v biologických vzorcích.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo aplikovat komplementární techniky GC-TOF MS a UPLC-QTof MS pro ne-cílené vyšetření otravy včel jedovatými látkami. Pomocí softwarových aplikací MassLynx, ChromaLynx, TargetLynx a MetaboLynx XS byly analyzovány vzorky mrtvých včel ze šesti lokalit ve Španělsku a srovnán živý vzorek jako kontrola.

Použitá metodika

Vzorky včel (1,5 g) byly homogenizovány s anhydrátním síranem sodným a celitem, extrahovány acetónem, poté extraháty přefiltrovány, naředěny solným roztokem a extrahovány dichlormethanem. Organické fáze byly koncentrovány a rozpuštěny v etylacetátu (GC-MS) či v metanolu (LC-MS), přičemž LC extrakty byly před injekcí ředěny vodou.

Použitá instrumentace

• GC-TOF MS: Agilent 6890N GC, kolona HP-5MS, TOF MS Waters GCT Premier, rozsah m/z 50–650, rozlišení 8500 FWHM.
• UPLC-QTof MS: Waters ACQUITY UPLC BEH C18 kolona 2,1×50 mm, 1,7 µm, mobilní fáze voda/methanol s 0,1 mM acetátem, TOF Premier, rozsah m/z 50–1000, rozlišení až 17 500 FWHM.

Hlavní výsledky a diskuse

V analysech dvou vzorků mrtvých včel byla jednoznačně potvrzena přítomnost organofosfátu coumaphos. Pomocí GC-TOF MS se prokázalo charakteristické exact mass spektrum a porovnání s referenční knihovnou. UPLC-QTof MS potvrdilo coumaphos a umožnilo detekci čtyř hlavních metabolit (CMHC, potasan, oxon a hydroxylované deriváty). Metabolické dráhy zahrnovaly hydrolýzu esteru, oxidaci, dechloraci a hydroxylaci.

Přínosy a praktické využití metody

• Ne-cílené screeningové vyšetření umožňuje identifikovat neočekávané nebo neznámé kontaminanty.
• Vysoké rozlišení a přesné hmotnosti podporují jednoznačnou strukturální identifikaci.
• Softwarové nástroje (ChromaLynx, MetaboLynx XS) zrychlují dekonvoluci a hledání kandidátů v knihovnách.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj se zaměří na integraci více technik (ion mobility, MSn) a rozšíření databází metabolit pesticidů. V praxi lze metody využít pro rutinní monitoring včelích produktů, environmentální screening a hodnocení účinků nových agrochemikálií.

Závěr

Komplementární použití GC-TOF MS a UPLC-QTof MS poskytuje robustní platformu pro ne-cílené vyhledávání pesticidů a jejich metabolitů ve vzorcích včel. Studie potvrdila přítomnost coumaphos a jeho metabolitů, čímž demonstrovala účinnost kombinovaného přístupu pro forenzní a environmentální analýzu.

Reference

• Hernández F. et al. Anal Chem. 2007;79:9494–9504.
• Ibáñez M. et al. TrAC Trends Anal Chem. 2008;27:481–489.
• Jindal T. et al. J Environ Sci Health B. 2000;35:309–320.
• Ibáñez M. et al. Anal Chem. 2004;76:1328–1335.