Method for the determination of 313 Residual Pesticides in Black tea using LCMS-8045 and GCMS-TQ8040 NX

Význam tématu

Černý čaj patří mezi nejrozšířenější nápoje na světě a jeho kvalita je klíčová pro spotřebitele i průmysl. Vysoký rozsah používání pesticidů v čajových plantážích zvyšuje riziko reziduí v konečném produktu. Regulace MRL (Maximum Residue Limits) na celém světě vyžadují citlivé, spolehlivé a rychlé analytické metody, které pokryjí široké spektrum pesticidů při nízkých koncentracích.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo vyvinout a validovat multicílovou metodu pro stanovení 313 pesticidů v černém čaji využitím tandemové hmotnostní spektrometrie ve spojení s kapalinovou a plynovou chromatografií. Studie kombinuje dvě technologie (LC-MS/MS a GC-MS/MS) a modifikovaný extrakční postup QuEChERS pro dosažení nízkých LOQ a vysokého průtoku analýz.

Použitá metodika a instrumentace

Postup extrakce vychází z upravené QuEChERS metody:

• LC-MS/MS: extrakce kyselým acetonitrilem, čištění PSA, C18, GCB a MgSO₄, následná evaporace a rekonstituce v ethylacetátu.
• GC-MS/MS: extrakce kyselým ethylacetátem se sodným síranem, čištění PSA, C18, GCB, CaCl₂ a MgSO₄, evaporace a obnovující roztok.

Instrumentace:

• Kapalinová chromatografie: Shimadzu LCMS-8045 spojená s autosamplerem Nexera X2, sloupce Shim-pack XR-ODS II, ESI ionizace.
• Plynová chromatografie: Shimadzu GCMS-TQ8040 NX s injektorem AOC-20i+s, kolona SH-Rxi-5Sil MS, EI ionizace.
• Software LabSolutions Insight pro zpracování dat a vyhodnocení validačních parametrů.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda prokázala:

• Lineární rozmezí 1–50 μg/L pro LC-MS/MS a 1–15 μg/L pro GC-MS/MS (externí kalibrace s váženou regresí 1/C²).
• Limit kvantifikace (LOQ) 10 μg/kg pro 198 pesticidů v LC-MS/MS a pro 81 pesticidů v GC-MS/MS; několik látek dosáhlo LOQ až 25 μg/kg a 40 μg/kg.
• Průměrné zotavení většiny analyzovaných pesticidů v rozmezí 70–120 % a opakovatelnost i reprodukovatelnost (RSDr, RSDR) pod 20 %.
• Specifičnost prokázána nulovými interferencemi v matici, přesnost kalibrace v souladu s doporučeními SANTE.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí výrazné výhody pro rutinní laboratoře:

• Vysoká rychlost analýzy (do 21 min LC a 25 min GC) a nízký objem injekce prodlužují životnost kolony.
• Simultánní stanovení široké skupiny pesticidů ve dvou orthogonálních technikách zvyšuje pokrytí i spolehlivost výsledků.
• Optimalizovaný extrakční a čistící postup minimalizuje matricové interference a nutnost opakovaných analýz.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané směry rozvoje a aplikace:

• Integrace vysoce rozlišených hmotnostních analyzátorů (HRMS) pro nekompletní spektra nových pesticidů.
• Automatizace extrakčních a čistících kroků s využitím robotických systémů a mikrofluidních čipů.
• Rozšíření databází metabolitů a víceúrovňová chemometrická analýza pro predikci toxicit a sledování stop.
• Implementace cloudových řešení a AI pro okamžitou kontrolu kvality a adaptivní řízení výrobních procesů.

Závěr

Vyvinutá metoda pro stanovení 313 pesticidů v černém čaji pomocí LC-MS/MS a GC-MS/MS splňuje přísné požadavky na citlivost, přesnost a průtok. Upravená QuEChERS extrakce zajišťuje vysokou regresi nákladů i nízké interferenční pozadí, což činí metodu vhodnou pro rutinní použití v kontrolních laboratořích potravin a zemědělství.

Reference

• Anastassiades M., Lehotay S. J., Štajnbaher D., Schenck F. J. Fast and Easy Multiresidue Method Employing Acetonitrile Extraction/Partitioning and “Dispersive Solid-Phase Extraction” for the Determination of Pesticide Residues in Produce. J. AOAC Int. 86, 412–431 (2003).
• European Commission. Guidance Document on Analytical Quality Control and Method Validation Procedures for Pesticide Residues Analysis in Food and Feed (SANTE/12682/2019).