GC-TOFMS and GCxGC-TOFMS of Organophosphate Pesticides in Ash Leaves

Význam tématu

Monitorování reziduí organofosfátových pesticidů v komplexních matricích listů jasanu je klíčové pro ochranu životního prostředí i veřejného zdraví. Nízké hladiny Chlorpyrifosu, Diazinonu a Malathionu vyžadují vysoce selektivní a citlivé analytické postupy, které dokáží oddělit cílové látky od složitého rostlinného pozadí.

Cíle a přehled studie

Cílem předložené studie bylo porovnání dvou přístupů gasové chromatografie s časem letu hmotnostního spektra (GC-TOFMS) a komplexní dvourozměrné GCxGC-TOFMS při analýze extraktu listů jasanu kontaminovaných organofosfátovými pesticidy. Studie demonstruje výhody automatizovaných algoritmů pro identifikaci stopových sloučenin a potlačení interferencí matricí.

Použitá metodika

Vzorek extraktu listů jasanu byl připraven centrální laboratoří Ministerstva zemědělství USA. Analýza zahrnovala:

• GC-TOFMS jednorozměrné rozdělení sloučenin na kolóně Rtx-TNT, tok nosného plynu helium konstantní rychlostí 2 mL·min^–1, injekce splitless při 250 C.
• GCxGC-TOFMS dvourozměrné rozlišení pomocí kombinace primární kolóny Rtx-5 a sekundární Rtx-PCB, modulátor tepelného typu s dobou modulace 3 s, helium 0,7 mL·min^–1, injekce splitless při 275 C.

Použitá instrumentace

• GC-TOFMS: Agilent 6890 spojený s hmotnostním spektrometrem LECO Pegasus TOFMS
• GCxGC-TOFMS: Agilent 6890 s tepelným modulátorem a sekundární pecí spojený s LECO Pegasus TOFMS
• Detekce: elektronová ionizace 70 eV, zdroj teplota 225 C, rozsah m/z 45–550, rychlost akvizice až 100 spektr za sekundu (GCxGC) a 20 spektr za sekundu (GC)
• Software: LECO ChromaTOF s automatickým vyhledáváním píků a dekonvolučními algoritmy

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza jednorozměrnou GC-TOFMS ukázala, že drobné píkové intenzity Diazinonu a Malathionu jsou v surové spektrální křivce maskovány matricovými interferencemi, zvláště iontem m/z 124 a 167. Dekonvoluční rutiny však dokázaly rekonstruovat hmotnostní spektrum cílových pesticidů s přijatelnou shodou proti knihovnímu spektru.
Komplexní GCxGC-TOFMS významně zlepšilo separaci: pesticidy byly v druhé dimenzi přesunuty mimo silné matricové píků, což vedlo k vysokému koeficientu podobnosti nad 900 z 999 bodů knihovního spektra. Zároveň došlo k úplnému potlačení interferenčního iontu m/z 167 u Malathionu.

Přínosy a praktické využití metody

GCxGC-TOFMS poskytuje výrazně vyšší kapacitu špiček a lepší rozlišení v náročných matricích než jednorozměrná GC. To umožňuje:

• Spolehlivější detekci a identifikaci stopových pesticidů v rostlinných extraktech
• Rychlou automatizovanou analýzu díky vysoké rychlosti akvizice TOFMS
• Minimalizaci falešně pozitivních signálů způsobených matricovými interferencemi

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj zahrnuje integraci měkké ionizace a tandemové hmotnostní spektrometrie pro strukturu organofosfátů, rozšíření databází spekter a nasazení strojového učení pro pokročilou dekonvoluci. Rovněž se očekává rozšíření GCxGC-TOFMS do každodenní kontroly kvality potravin a biologických vzorků.

Závěr

Oba přístupy GC-TOFMS i GCxGC-TOFMS se ukázaly jako adekvátní pro stanovení organofosfátových pesticidů v komplexních listových matricích, přičemž GCxGC-TOFMS nabízí nejvyšší úroveň selektivity a kvality spekter. Rychlá akvizice spekter a výkonná dekonvoluce jsou klíčové pro spolehlivou identifikaci stopových organofosfátů v praktických aplikacích laboratorní a průmyslové analýzy.