Analyzing Multi-Class Persistent Organic Pollutants (OCPs, PCBs, PBDEs, and PAHs) in Food Matrices in a Single Injection by APGC-MS/MS

Význam tématu

Persistentní organické polutanty (POPs) jako organochlorové pesticidy, polychlorované bifenyly, polybromované difenyléthery a polycyklické aromatické uhlovodíky představují riziko pro lidské zdraví i životní prostředí vzhledem k toxicitě, karcinogenitě a schopnosti bioakumulace. Monitoring těchto látek v potravinách je klíčový pro zajištění souladu s mezinárodními a regionálními legislativními limity.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout a validovat kvantitativní metodu pro simultánní analýzu 141 sloučenin POP ve variabilních potravinových matricích (mléko, kojenecká výživa, maso, ryby) pomocí jediného vstřiku do systému APGC-MS/MS s hmotnostním spektrometrem Waters Xevo TQ-S. Studium zahrnovalo optimalizaci přípravy vzorku, chromatografických a ionizačních podmínek.

Použitá metodika a instrumentace

• Homogenizace a fortifikace vzorků (10–12 g) včetně vnitřních standardů.
• Extrahování ethylacetátem v přítomnosti QuEChERS solí (MgSO₄, NaCl).
• Čištění extraktů pomocí gelové permeační chromatografie (Envirosep ABC, dichlormethan) a následné silica gel kolonky (hexan:dichlormethan).
• GC podmínky: splitless injektor (1 µl), kolona DB-5, teplotní program od 70 °C do 310 °C.
• APGC zdroj s koronovým výbojem (charge transfer) ve spojení s Xevo TQ-S v režimu MRM (pozitivní ionizace).
• Data byla zpracována softwarem MassLynx a TargetLynx.

Použitá instrumentace

• Gas chromatograf Agilent 7890A s kolonu DB-5 (30 m × 0,25 mm × 0,25 µm).
• Atmospheric Pressure Gas Chromatography (APGC) zdroj s APCI koronovým výbojem.
• Triple quadrupole hmotnostní spektrometr Waters Xevo TQ-S.
• Software Waters MassLynx a TargetLynx.

Hlavní výsledky a diskuse

• Metoda prokázala vysokou citlivost s limity detekce <1 µg/kg pro všechny analyty a dobrou selektivitu díky měkčí ionizaci APGC ve srovnání s klasickým EI.
• Obnovení (recovery) se pohybovalo v rozsahu 66–122 % a opakovatelnost (%RSD) byla pod 20 % pro všech 141 sloučenin ve vzorcích masa.
• Kalibrace v rozsahu 2–25 µg/kg vykázala lineární vztah (R2>0,99).
• Srovnání poměru signálu k šumu u PBDE #17 a #28 ukázalo až pětinásobné zvýšení oproti EI metodě.
• Metoda byla akreditována dle normy ISO 17025.

Přínosy a praktické využití metody

• Umožňuje rychlý multiresiduální monitoring více tříd POP v jediné analýze, což zkracuje dobu a snižuje náklady.
• Zjednodušená příprava vzorku a robustní čištění zvyšují reprodukovatelnost výsledků a prodlužují životnost kolony i zdroje.
• Metoda je vhodná pro rutinní kontrolu potravin, QA/QC laboratoře a environmentální analýzy.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření rozsahu analýzy o další škodlivé látky (např. per- a polyfluoroalkylové látky, metabolity pesticidů).
• Automatizace přípravy vzorků a vysokopropustná zařízení pro zvýšení laboratorní efektivity.
• Integrace výsledků s pokročilou datovou analýzou a umělou inteligencí pro predikci expozice.
• On-line či terénní APGC systémy pro rychlý screening.

Závěr

APGC-MS/MS s Waters Xevo TQ-S poskytuje citlivou, selektivní a robustní metodu pro simultánní analýzu 141 persistentních organických polutantů v různých potravinových matricích. Validovaná metoda splňuje regulační požadavky a výrazně zefektivňuje laboratořské procesy.

Reference

1. van den Berg M. et al. The 2005 World Health Organisation Re-evaluation of Human and Mammalian Toxic Equivalency Factors for Dioxins and Dioxin-Like Compounds. Toxicol Sci. 93(2), 2006.
2. IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risk of Chemicals on Humans. WHO/IARC, 1979.
3. Vanden Bilcke C. The Stockholm Convention on Persistent Organic Pollutants. Eur Environ Law. 11, 2002.
4. Food and Drugs Act (RSC 1985, c. F-27), 1985.
5. Guide pour la validation des méthodes d’essai physico-chimique et l’évaluation de l’incertitude de mesure. Manuel suisse des données alimentaires, 60C, 2004.
6. Guide pour la qualité en chimie analytique. CITAC/EURACHEM, 2002.
7. The Fitness for Purpose of Analytical Methods, EURACHEM, 1998.
8. Protocole d’évaluation d’une méthode alternative d’analyse quantitative par rapport à une méthode de référence. AFNOR V03B, 1993.
9. Guidelines for Single-Laboratory Validation of Analytical Methods for Trace-Level Concentrations of Organic Chemicals. AOAC/FAO/IAEA/IUPAC, 1998.
10. Implementing Council Directive 96/23/EC concerning the performance of analytical methods and interpretation of results. CONSLEG 2002DO657, 2004.
11. Wernivont GT. Use of statistics to develop and evaluate analytical methods. AOAC, 1985.
12. Fajgelj A., Ambrus A. Principles and Practices of Method Validation. Royal Society of Chemistry, 2000.
13. Codex Committee on Methods of Analysis and Sampling. CX/MAS/02/4, 2002.
14. Document de travail sur les méthodes d’analyse pour les résidus de médicaments vétérinaires dans les aliments. CX/RVDF/19/6, 2010.
15. ISO 5725-2:1994. Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results.