Ultra low level quantification of pesticides in baby foods using an advanced triple quadrupole GC-MS/MS system

Význam tématu

Analýza pesticidních reziduí v dětské výživě je klíčová pro ochranu zdraví kojenců a malých dětí. Přísné limity stanovené EU (3–10 µg/kg) vyžadují vysoce citlivé, selektivní a robustní metody schopné detekovat a kvantifikovat stovky látek v komplexních potravinových matricích.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem aplikace bylo prověřit kvantitativní výkon systému Thermo Scientific™ TSQ™ 9000 (triple quadrupole GC-MS/MS) s Advanced Electron Ionization (AEI) zdrojem při stanovení více než 200 pesticidů v dětské výživě. Hodnocení zahrnovalo: extrakci a čistění vzorků, citlivost, linearitu, selektivitu, návratnost a dlouhodobou robustnost metody podle požadavků guidance SANTE/11813/2017.

Použitá metodika a instrumentace

Pro zpracování vzorků byl užit standardní citrátem pufrovaný QuEChERS protokol:

• Homogenizace 10 g vzorku (mrkev/brambor, jablko/ hruška/banán).
• Extrakce acetonitrilem (10 mL) se solným směsem (MgSO₄, NaCl, citráty).
• dSPE čistění: MgSO₄, PSA a GCB pro mrkev/brambor; MgSO₄ a PSA pro ovocné vzorky.
• Acidifikace extraktů (5 % kyselina mravenčí) a příprava matricově navázaných kalibrací (0,025–250 µg/kg).

Chromatografická část:

• GC: Thermo Scientific™ TRACE™ 1310 s kolonkou TraceGOLD™ TG-5SilMS (30 m × 0,25 mm, 0,25 µm) a PTV injektorem (1 µL splitless).
• PTV program: zahřátí z 70 °C do 300 °C s následným čištěním na 320 °C.

Detekce:

• Mass spektrometr: TSQ 9000 s AEI I zdrojem (EI 320 °C), timed-SRM (60–1000 přechodů), Argon kolizní plyn.
• Autosampler: Thermo Scientific™ TriPlus™ RSH™; softwarová platforma: Chromeleon CDS.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda splnila SANTE kritéria (<30 % ionových poměrů, ±0,1 min RT) pro všechny testované pesticidy:

• Návratnosti: 97 % složek v rozmezí 70–120 % při 1 µg/kg (6 násobné opakování).
• Citlivost: >90 % látek detekovatelných pod 0,5 µg/kg, 10 % pod 0,025 µg/kg.
• IDL: od 5 fg (chlorobenzilát) do 2 pg (bioallethrin) na kolonku, 95 % < 500 fg (0,5 µg/kg).
• Lineární rozsah: 0,025–250 µg/kg, R² > 0,990, RF RSD < 20 % pro 96 % složek.
• Robustnost: >390 injekcí matrix extraktu (1 g/mL) bez úbytku citlivosti ani změny ionových poměrů (RSD plochy < 7 %, RT posun < 0,1 min).

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje:

• Ultracitlivou analýzu širokého spektra pesticidů v jediném běhu GC-MS/MS.
• Omezení znečištění systému díky možnosti ředit extrakt a přímé injekce acetonitrilu.
• Vyšší laboratorní propustnost díky rychlému QuEChERS protokolu a minimální údržbě.
• Jednoduchou implementaci a compliance s regulacemi EU i v QA/QC laboratořích.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj může směřovat k:

• Rozšíření databází SRM přechodů a pokročilé automatizaci retenčního sladění pomocí nástrojů RTA.
• Integraci umělé inteligence pro rychlejší vyhodnocování dat a prediktivní údržbu systému.
• Aplikaci protokolu na další složité matrice (mléčné výrobky, obiloviny) či nové skupiny kontaminantů (mykotoxiny, per- a polyfluorované látky).

Závěr

System Thermo Scientific TSQ 9000 s AEI zdrojem v kombinaci s QuEChERS dSPE a Chromeleon CDS nabízí komplexní řešení pro rutinní stanovení pesticidů v dětské výživě. Metoda dosahuje vynikající citlivosti, selektivity, linearity a robustnosti, splňuje přísné požadavky EU a zvyšuje efektivitu laboratoře.

Reference

1. EU SANTE/11813/2017 Guidance document on analytical quality control and method validation procedures for pesticide residues analysis in food and feed.
2. Nařízení Rady (ES) č. 396/2005 o maximálních reziduálních hladinách pesticidů v potravinách a krmivech.
3. Commission Regulation (EC) No 1896/2006 establishing specific LOQ MRLs for pesticides prohibited in baby foods.
4. Lehotay S.J. et al., QuEChERS approach in multi-residue pesticide analysis; Analyst 2010.
5. Lopez Ruiz et al., Evaluation of pesticide extraction methods; J. Chromatogr. A 2012.
6. Belmonte Valles N. et al., Determination of chlorothalonil in difficult matrices; Analyst 2012.
7. Thermo Scientific AN10580: GC-MS/MS PTV pesticide water analysis.
8. Thermo Scientific PN-10394: Fast SRM scheduling on TSQ 9000.
9. EU Commission Regulation (EC) No 125/2006.