A robust and sensitive method for the determination of pesticides in surface and ground water by triple quadrupole GC-MS

Robustní a citlivá metoda pro stanovení pesticidů ve vodě pomocí triple quadrupole GC MS MS

Význam tématu

Pesticidy jsou klíčové pro ochranu zemědělských plodin, ale jejich rezidua ve vodních zdrojích představují riziko pro lidské zdraví a životní prostředí. Regulace stále zpřísňují maximální limity, což vyžaduje citlivé, selektivní a robustní analytické postupy schopné detekovat stovky látek na úrovni ng/L a zajišťovat spolehlivé výsledky v rutinních laboratořích.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo vyvinout a ověřit univerzální GC MS MS metodu pro více než 350 pesticidů v povrchových a podzemních vodách. Klíčové požadavky zahrnovaly vysokou propustnost vzorků, krátký čas analýzy, citlivost na úrovni legislativních limitů a minimální údržbu zařízení za plného provozu.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda spočívá v přímé injekci extraktů vody v dichlormethanu s přídavkem PEG jako analytického protektantu. Analýza probíhá na TRACE 1610 plynovém chromatografu v kombinaci s TSQ 9610 triple quadrupole hmotnostním spektrometrem a NeverVent AEI ionizačním zdrojem. Klíčové parametry:

• Objem injekce 3 µL, rozpouštědlo dichlormethan + PEG 300
• Injekční teplota 200 °C, split se surge modu
• Kolonová TraceGOLD TG Contaminants 15 m × 0,25 mm, film 0,10 µm
• Přenosová kapilára iConnect Thermospray SSL
• Akvizice v režimu t-SRM s prioritizací dwell časů, elektronová energie 35 eV
• Nosný plyn helium 1,2 mL/min, doba běhu 18,3 min

Hlavní výsledky a diskuse

Optimalizace inertního liners bez skleněné vlny, injekčních parametrů a použití analytického protektantu zajistila stabilní přenos a minimalizaci interakcí s povrchem. Prioritizace dwell časů během t SRM výrazně zlepšila poměr signálu k šumu, což umožnilo dosáhnout LOQ až třikrát nižších než stanovené limity. Přes 70 po sobě následujících injekcí vody ukázalo stabilní plošné poměry s RSD < 10 % bez nutnosti údržby kolony, liners nebo přetunování zdroje. Metoda pokryla legislativní limity od 0,001 µg/L až po 0,03 µg/L v roztoku, respektive 0,5–15 µg/L po koncentrování extraktu.

Přínosy a praktické využití metody

Analytické laboratoře získají:

• Vyšší propustnost a krátký analytický cyklus (18,3 min)
• Minimální systémovou údržbu díky technologii NeverVent
• Univerzální pokrytí více tříd pesticidů (organochloriny, pyrethroidy, triazoly, atd.)
• Dosažení legislativních LOQ bez speciálních avšak pracovně náročných metod
• Snížení provozních nákladů a zvýšení doby produktivního provozu

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozšíření schopností GC MS MS metodologií pro ještě širší spektrum agrochemikálií včetně polarních látek. Dále lze uvažovat o integraci se systémy on-line monitoringu kvality vody, miniaturizaci injekčních modulů a využití pokročilé automatizace a umělé inteligence pro optimalizaci akvizičních metod.

Závěr

Popsaná metoda kombinuje rychlost, citlivost a spolehlivost a vyhovuje náročným požadavkům CTL laboratoří. Díky optimalizaci liners, injekčních parametrů, t-SRM akvizice s prioritizací dwell časů a technologii NeverVent poskytuje robustní platformu pro rutinní analýzu pesticidů ve vodách na úrovni legislativních limitů.

Použitá instrumentace

• Thermo Scientific TRACE 1610 GC
• Thermo Scientific TSQ 9610 triple quadrupole MS
• NeverVent Advanced Electron Ionization AEI
• iConnect Thermospray SSL injector
• TraceGOLD TG Contaminants GC Column
• XLXR detektor

Reference

1. Gauriat B Thomas D Garnier J F Improving the routine testing of difficult to analyze pesticide residues by using the Thermo Scientific TraceGOLD TG Contaminants column with GC MS MS technology Thermo Fisher Scientific Application Brief 000019
2. Mastovská K Lehotay S J Anastassiades M Combination of analyte protectants to overcome matrix effects in routine GC analysis of pesticide residues in food matrices Analytical Chemistry 2005 77 24 8129 8137
3. Morgan P Gas Chromatography Liner Selection Guide Thermo Fisher Scientific Technical Note 20551
4. Restek Solvent expansion calculator tool
5. Directive 2000/60/EC establishing a framework for Community action in the field of water policy