Determining Pesticides in Dietary Supplements with QuEChERS Extraction, Cartridge SPE, and GCxGC-TOFMS

Význam tématu

Dodržování předpisů cGMP u výrobců potravinových doplňků klade důraz na ověření bezpečnosti produktů včetně detekce reziduí pesticidů. Komplexní rostlinná matrix doplňků totiž může ovlivnit přesnost výsledků, proto je klíčové minimalizovat interferenci matric, aby byla zajištěna spolehlivost analýzy.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie je představit novou vícekrokovou metodu pro analýzu reziduí pesticidů v potravinových doplňcích na rostlinné bázi. Metoda kombinuje QuEChERS extrakci, cartridge SPE čištění a dvourozměrnou GCxGC-TOFMS analýzu s cílem dosáhnout vysokých a reprodukovatelných výtěžků napříč širokým spektrem pesticidů v náročných matricích.

Použitá metodika a instrumentace

Pro přípravu vzorků (prašné kořenové a bylinkové materiály) se použilo navlhčení organickou vodou a fortifikace interními standardy a směsí 46 pesticidů. Extrakce proběhla podle EN 15662 s acetonitrilem a soli Q-sep™ Q110. Čištění bylo testováno na dSPE tubách s PSA, C18 a GCB sorbenty a nakonec optimalizováno cartridge SPE Resprep® Combo (CarboPrep® 90 + PSA).

Kalibrace a kvantifikace proběhla pomocí matrix-matched standardů a interního standardu PCB 52 jednopointovou metodou v softwaru ChromaTOF®.

Hlavní výsledky a diskuse

Dispersivní SPE ukázalo omezenou kapacitu pro odstranění matricových interferencí ve složitých doplňcích. Cartridge SPE významně zlepšila čistotu extraktů, avšak při jednorozměrné GC-TOFMS analýze zůstávala kvantifikační zkreslení u některých vzorků (šalvěj, směsný produkt).

Komplexní GCxGC-TOFMS s ortogonálními fázemi (Rxi®-5Sil MS × Rtx®-200) zajistila výrazné zvýšení rozlišení a rozprostření analytů v retenční rovině. Díky tomu bylo možné:

• Odlišit a přesně kvantifikovat pesticidy jako Fenhexamid, Oxadixyl, Iprodion nebo Cypermethrin, které při GC-TOFMS kolidovaly s interferencemi.
• Opravit kvantifikaci gamma-HCH (Lindanu) po oddělení izobarické interference v GCxGC.
• Přesně přiřadit i stopové množství látek v náročných matrikách s vynikajícími shodami hmotnostních spekter.

Přínosy a praktické využití metody

Navržená kombinace QuEChERS extrakce s cartridge SPE a GCxGC-TOFMS přináší:

• Rychlou a úspornou přípravu vzorku bez nutnosti rozsáhlých rozpouštědel.
• Vyšší kapacitu čištění matric oproti klasickému dSPE.
• Signifikantní zlepšení kvality kvantifikace pesticidů v komplexních botanických matricích.
• Možnost rozšíření na široké spektrum pesticidů ve farmaceutické i potravinářské praxi.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj metod na bázi GCxGC-TOFMS včetně:

• Implementace pokročilých datových algoritmů pro automatizovanou identifikaci a kvantifikaci.
• Propojení s LC-MS/MS pro komplementární analýzu vysoce polárních látek.
• Vyšší throughput díky paralelním modulacím a zrychleným chromatografickým protokolům.
• Adaptace na další složité matrixy (krmiva, kosmetika, environmentální vzorky).

Závěr

Kombinace QuEChERS extrakce, cartridge SPE čištění a GCxGC-TOFMS představuje robustní a vysoce výkonnou platformu pro spolehlivou detekci a kvantifikaci reziduí pesticidů v náročných botanických potravinových doplňcích. Použití ortogonálních GC fází a dvourozměrné separace významně snižuje matricové biasy a zvyšuje kvalitu dat.

Reference

1. Developing New Methods for Pesticides in Dietary Supplements: Advantages of the QuEChERS Approach. Restek application note PHAN1242, přístup 21. 6. 2010.
2. Foods of Plant Origin—Determination of Pesticide Residues Using GC-MS and/or LC-MS/MS Following Acetonitrile Extraction/Partitioning and Clean-up by Dispersive SPE (QuEChERS-method). EN 15662, verze 2008.
3. Wong JW, Wirtz MS, Hennessy MK, Schenck FJ, Krynitsky AJ, Capar SG. Pesticide residues in dietary supplements. Acta Horticulturae ISHS 720 (2006) 113.