Low level quantification of PCDD/Fs in animal feed using the Thermo Scientific TSQ 9000 triple quadrupole GC-MS/MS system with AEI source

Význam tématu

Dioxiny a furany (PCDD/Fs) patří mezi nejtoxicnější perzistentní organické polutanty. Jejich přítomnost v krmivech ohrožuje potravinový řetězec a lidské zdraví. Regulace EU stanovuje přísné limity i kontrolní postupy na kvantifikaci těchto látek. Zvýšená citlivost a spolehlivost analýzy PCDD/Fs je klíčová pro zajištění souladu s normami a pro rutinní monitoring kvality krmiv a potravin.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo ověřit, zda lze se systémem Thermo Scientific TSQ 9000 GC-MS/MS vybaveným zdrojem AEI dosáhnout dostatečné citlivosti, selektivity a robustnosti pro kvantifikaci PCDD/Fs v souladu s evropskými regulacemi (komise EU 644/2017, 771/2017) v rutinním provozu. Testovaly se standardy EN:1948 i reálné vzorky živočišných krmiv – seno, premixy, živočišné tuky a ovčí vzorek.

Použitá metodika a instrumentace

• Extraktivní příprava: urychlená extrakce organickým rozpouštědlem (ASE), následná offline čištění na vícevrstvé kyselé silicagelové koloně a automatizovaná platforma PowerPrep (FMS Inc.).
• Analytická sestava: Thermo Scientific TRACE 1310 GC s kolonkou TraceGOLD TG-Dioxin (60 m × 0,25 mm, 0,25 µm) a splitless injekcí.
• MS/MS: Thermo Scientific TSQ 9000 s Advanced Electron Ionization (AEI), režim SRM s časovým řízením (priorita nativním kongenerům), internal standards (13C značené) a ladění PFTBA.
• Softwarové zpracování: Chromeleon CDS pro akvizici, integrovanou kalibraci a reportování.

Hlavní výsledky a diskuse

• Detekční limity: IDL pro 2,3,7,8-TCDD níže než 5 fg na kolonu (n=8) s RSD ≤5 % během dvoudenního běhu.
• Definice LOQ: nejnižší kalibrační body splňující ion ratio tolerance ±15 % a RF RSD ≤30 %, LOQ 0,02–0,32 pg na kolonu pro jednotlivé kongenery.
• Kalibrace: osmibodová křivka s RF RSD 1,8–7,3 %, stabilita RF i IR potvrzena v průběhu 63 injekcí za 2 dny.
• Reálné vzorky: upperbound TEQ pod 1/5 ML, metoda dovoluje analýzu vzorků od 5 g. Srovnání s GC-HRMS v rámci ±20 %.

Přínosy a praktické využití metody

• Rutinní monitoring PCDD/Fs v krmivech a potravinách s vysokou citlivostí a selektivitou.
• Krátký analytický čas ~40 min, vhodné pro vysokoprostorové provozy.
• Nízké provozní náklady a robustnost GC-MS/MS ve srovnání s HRMS.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj zdrojů ionizace a speciálních stacionárních fází může vést k lepší separaci a nižším detekčním limitům pro POPs. Automatizace přípravy vzorků a pokročilé algoritmy datové analýzy usnadní validovanou rutinní kontrolu. Rozšiřující se regulace mohou zahrnout screening nových perzistentních organických polutantů.

Závěr

GC-MS/MS systém TSQ 9000 s AEI zdrojem splňuje požadavky EU na citlivost, selektivitu a robustnost pro kvantitativní analýzu PCDD/Fs v krmivech. Metoda nabízí rychlý a spolehlivý workflow vhodný pro rutinní kontrolu s detekcí na úrovni femtogramů.

Reference

• European Commission, Commission Regulation (EU) No 644/2017 a 771/2017.
• Directive 2002/32/EC of the European Parliament and of the Council (2002) on undesirable substances in animal feed.
• JRC, Guidance document on estimation of LOD and LOQ measurements (2020).
• US EPA Method 1613: Tetra- through octa-chlorinated dioxins and furans by isotope dilution HRGC/HRMS (Revision B, 1994).
• Development and validation of analytical methods based on GC-MS/MS Triple Quadrupole for POPs in food and feed matrices (Liege University, 2018).
• Horwitz W., The Horwitz Ratio (HorRat), AOAC Int. 2006;89(4):1095.
• European Commission, Commission Regulation (EU) No 152/2009.
• Rivera-Austrui J. et al., J. Chromatogr. A 2017, 1513, 245–249.