Routine, regulatory analysis of dioxins and dioxin-like compounds in food and feed samples

Význam tématu

Dioxiny a dioxinové látky (PCDD/Fs a dioxin-like PCBs) patří mezi perzistentní organické polutanty se silnou toxickou účinností. Díky vysoké lipofilicitě se tyto sloučeniny akumulují ve tkáních živočichů a přes potravní řetězec představují pro člověka hlavní zdroj expozice. Monitoring potravin a krmiv je proto klíčový pro ochranu veřejného zdraví a dodržování regulatorních limitů.

Cíle a přehled studie

Cílem aplikované studie bylo ověřit vhodnost systému Thermo Scientific™ TSQ™ 9000 triple kvadrupólového GC-MS/MS s advanced electron ionization (AEI) zdrojem, řízeného softwarem Chromeleon™ 7.2, pro rutinní a legislativní analýzu PCDD/Fs, dioxin-like PCB a indikačních PCB v potravinách a krmivech. Studie porovnávala data dvou nezávislých laboratoří (UK, USA) a hodnotila citlivost, linearitu, přesnost, opakovatelnost a robustnost při dlouhodobém provozu.

Použitá metodika a instrumentace

• Vzorkování a extrakce: EN-1948 protokoly; Twisselmannova horká extrakce nebo tlakovou extrakci; automatizované čistění na DEXTech™ Plus (silika, alumina, uhlíkové kolony).
• Chromatografie: TRACE™ 1310 GC s PTV injektorem (large volume nebo splitless) a TriPlus™ RSH autosampler; separační kolona TraceGOLD™ TG-Dioxin 60 m × 0,25 mm, 0,25 µm; programované rampy až na 320 °C.
• Detekce: TSQ™ 9000 AEI triple kvadrupól GC-MS/MS, EI zdroj s optimalizovaným tune (AEI Smart Tune), Timed SRM režim, kolizní plyn argon (70 psi).
• Software: Chromeleon™ 7.2 CDS pro akvizici, zpracování a reporting v souladu s regulačními požadavky; interaktivní kontroly iontových poměrů (IR) a odchylek kalibračního faktoru (RF).
• Kalibrace a limit kvantifikace (LOQ): osmibodová (PCDD/Fs) a sedmibodová (PCBs) kalibrace; kalibrace-podle-LOQ přístup zajišťující reporting na úrovni 1/5 ML.

Hlavní výsledky a diskuse

• Rychlá separace 17 toxických PCDD/F a 18 dioxin-like PCB congeners do 45 min; konvenční 5% fenylové kolony neměly srovnatelnou rozlišovací schopnost.
• LOQ ~0,15 pg/g WHO-PCDD/F-TEQ při 2 g vzorku; dosaženo 1/5 ML pro většinu potravin a krmiv.
• Kalibrační faktory (RF) vykázaly RSD <6 % přes více než 4 řády koncentrací; iontové poměry v toleranci ±15 %.
• Porovnání s referenčními hodnotami EURL: Pearson R > 0,99 pro PCDD/Fs, dioxin-like i indikační PCB; QK1 a CRM WMF-01 vynikající shoda (≤ 6 % odchylka).
• Robustnost: sekvence 161 injekcí v průběhu 2 týdnů bez údržby, žádné prasklé linery ani čištění zdroje, stabilní citlivost a reproducibilita.

Přínosy a praktické využití metody

Implementace TSQ 9000 AEI GC-MS/MS výrazně zkracuje dobu analýzy, nabízí dostatečnou citlivost pro rutinní monitoring a splňuje požadavky EU regulací (2014/644/EU, 2017/771/EU). Integrovaná platforma Chromeleon minimalizuje rizika chyb v přepisech a zajišťuje auditní stopu. Metoda nachází uplatnění v laboratořích potravinářských kontrol, krmivářských monitorovacích sítích a při posuzování dodržování ML/AL.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření metodiky na jiné třídy perzistentních organických polutantů (např. bromované difenylethery, chlorované pesticidy).
• Další automatizace procesů přípravy vzorků a čistícího kroku.
• Využití Chromeleon eWorkflows pro standardizaci a akceleraci provozních postupů.
• Integrace s laboratorními informačními systémy (LIMS) a rozšířená data miningová analýza.

Závěr

TSQ 9000 AEI triple kvadrupólový GC-MS/MS systém s Chromeleon CDS prokázal výjimečnou citlivost, přesnost i robustnost pro rutinní a regulatorní analýzu PCDD/Fs a dioxin-like PCB v potravinách a krmivech, čímž nabízí efektivní alternativu k menšímu využívání GC-HRMS a zvyšuje laboratořím kapacitu a spolehlivost výsledků.

Reference

1. World Health Organization. Dioxins and their effects on human health. WHO Fact sheet (2019).
2. Commission Regulation (EU) 2017/644. Off. J. Eur. Union L 92, 9–34 (2017).
3. Commission Regulation (EU) 2017/771. Off. J. Eur. Union L 115, 22–42 (2017).
4. Low level quantification of PCDD/Fs in animal feed using the TSQ 9000 triple quadrupole GC-MS/MS system with AEI source. Thermo Fisher Scientific (2019).
5. Guidance Document on the Estimation of LOD and LOQ for Measurements in the Field of Contaminants in Feed and Food. JRC (2019).
6. Directive 2002/32/EC on undesirable substances in animal feed. Off. J. Eur. Communities L 140, 10–21 (2002).
7. US EPA Method 1613: Tetra-through octa-chlorinated dioxins and furans by isotope dilution HRGC/HRMS (1994).
8. Commission Regulation (EC) No 1881/2006 setting maximum levels for certain contaminants in foodstuffs. Off. J. Eur. Union L 364, 5–24 (2006).