Implementing GC-HRAM MS for More Efficient and Effective Routine Pesticide Residues Analysis

Význam tématu

Pesticidové rezidua v potravinách a krmivech vyžadují vysoce selektivní a citlivé analytické postupy schopné detekce stovek sloučenin v rozmanitých matricích při hladinách ng/g.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo demonstrovat přínosy plnoskenové neřízené akvizice pomocí GC-HRAM MS (Orbitrap) pro rutinní analýzu pesticidních reziduí a porovnat ji s tradičními metodami GC-MS a GC-MS/MS.

Použitá metodika a instrumentace

• Instrumentace: Thermo Scientific Exactive GC Orbitrap MS a Q Exactive GC Orbitrap GC-MS/MS.
• Ionizace: elektronová (EI) a volitelně chemická (CI) v pozitivním či negativním módu.
• Analytické parametry: rozlišení 15 000–120 000 (FWHM @ m/z 200), scanovací rychlost 3–18 Hz, automatické řízení zisku (AGC 5E6), maximální doba injektáže 25 ms.
• Chromatografie: kapilární kolony s fázemi typu TG-OCP I pro kritické separace izomerů (např. DDT/DDD, chlorpropylát/chlorbenzilat).
• Vstřikování: hot splitless do 1 µl se standardním linerem; PTV vstřikovač do 5 µl s linerem se sinterovanou vnitřní stěnou a stranovým vstřikem.

Hlavní výsledky a diskuse

• Porovnání: selektivita plnoskenového GC-Orbitrap HRAM módu (MEW ±5 ppm) je rovna nebo vyšší než u řízeného MRM módu GC-MS/MS pro ~150 pesticidů.
• Rozlišovací výkon ≥60 000 zajišťuje <5 ppm hmotnostní přesnost pro >90 % pesticid/matrix kombinací.
• Validační studie v matricích pórek, pomeranč, rajče: LOQ 0,5 ng/g, linearita kalibrace s odchylkami <20 %, stabilní RT ±0,1 min, iontové poměry v souladu s doporučením SANTE.
• Komplexní matice (obilniny, krmiva): výtěžky 71–120 %, RSD <20 %, výjimky bromopropylát a endosulfan při 10 ng/g.
• Kvalitativní screening: automatická detekce 50 pesticidů na 10 ng/g bez RT – výtěžnost 94 % v rajčatech, 88 % v pomerančích, 86 % v pórku; rychlý screening pomocí dvou přesných m/z a RT nebo dekonvoluce EI spekter s porovnáním proti knihovně.

Přínosy a praktické využití metody

• Flexibilní plnoskenová akvizice s retrospektivní možností vyhledání neplánovaných látek bez opakované analýzy.
• Snížení složitosti nastavení metody – není potřeba optimalizovat stovky MRM přechodů.
• Vysoká selektivita v širokém rozsahu matteřických složení a při nízkých hladinách reziduí.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření a zpřesnění knihoven přesných hmotností pro široké spektrum pesticidů a metabolitů.
• Integrace plnoskenových HRAM dat s pokročilými nástroji strojového učení a databázovým vyhledáváním.
• Další optimalizace workflow pro simultánní nekonečné sledování reziduí a screening neznámých kontaminant.

Závěr

Full-scan GC-Orbitrap HRAM MS nabízí vysokou selektivitu i citlivost a splňuje metodické požadavky SANTE pro řízenou i neřízenou analýzu pesticidních reziduí. Umožňuje retrospektivní vyhledávání neznámých látek a zjednodušuje rutinní provoz bez kompromisů ve výkonnosti.

Reference

• The Pesticide Manual, 17th Edition, J.A. Turner (ed.), British Crop Production Council, Hampshire, UK, 2015
• European Commission SANTE/11945/2015, Guidance document on analytical quality control and method validation procedures for pesticide residues analysis in food and feed