Multi-Residue Pesticide Analysis in Herbal Juices using GC-MS/MS

Význam tématu

Herbalní šťávy z Aloe vera a Amla se stále častěji konzumují pro své přirozené léčebné a výživné vlastnosti. Na druhé straně zemědělské plodiny mohou být kontaminovány rezidui pesticidů, která představují zdravotní riziko a podléhají přísným legislativním limitům. Rychlá a spolehlivá analýza stopových množství pesticidů v těchto matricích je proto zásadní pro ochranu spotřebitele i splnění regulačních požadavků.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem bylo vyvinout a validovat multireziduální metodu pro současné stanovení více než 200 pesticidů v šťávách Aloe vera a Amla. Metoda kombinuje rychlou extrakci podle protokolu QuEChERS s následnou detekcí a kvantifikací pomocí GC-MS/MS v režimu řízené vícenásobné reakce (MRM). Celkový analytický čas byl omezen na 11 minut pro jedno měření.

Použitá metodika a instrumentace

Postup extrakce a čištění:

• 10 mL homogenizované šťávy extrahováno s 10 mL acetonitrilu a 10 g NaCl.
• Po centrifugaci odebráno 1 mL supernatantu, čistěno dispersní SPE (200 mg PSA, 10 mg GCB).
• Po druhé centrifugaci (10 000 rpm, 5 min) bylo do GC-MS/MS injekováno 2 µL čistého extraktu.

Detekční režim:

• Timované SRM přechody optimalizované automaticky (Timed-SRM, AutoSRM).
• Pro každý pesticid tři tranzice – jedna pro kvantifikaci, dvě pro potvrzení identity.

Použitá instrumentace

• TriPlus RSH tekutinový autosampler
• TRACE 1310 GC se split/splitless injektorem (splitless režim, 1 min)
• Kolonová fáze TraceGOLD TG-5SilMS (15 m × 0,25 mm × 0,25 µm)
• TSQ 8000 Evo trojnásobný kvadrupól GC-MS/MS
• TraceFinder software pro nastavení metody, akvizici a zpracování dat

Hlavní výsledky a diskuse

Linearity a citlivost:

• Kalibrační křivky 1–250 µg/L v rozpouštědle i matrici (R² > 0,98).
• 152 pesticidů dosažitelné LOQ ≤ 1 µg/kg, dalších 75 v rozmezí 1–5 µg/kg a 20 v 5–10 µg/kg.

Obnova a opakovatelnost:

• Recovery 70–120 % při spike úrovních 2, 5 a 10 µg/kg.
• RSD < 20 % ve všech maticích.

Matriční efekt:

• Aloe vera vykazovala mírnější až střední zvýšení signálu u vybraných látek.
• Amla šťáva měla většinou nižší signal enhancement.

Příklad kalibračních křivek a chromatogramů doložen ve studii, potvrzující stabilitu a spolehlivost metody.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje:

• Rychlou kontrolu reziduí více než 200 pesticidů v šťávách během 11 min.
• Vysokou selektivitu díky trojnásobnému kvadrupólu a řízené MRM akvizici.
• Automatizaci vzorkování a zpracování dat pro vysokou průchodnost analýz.
• Splnění mezinárodních norem a regulačních požadavků na MRL v potravinách.

Budoucí trendy a možnosti využití

Vývoj se zaměří na:

• Rozšíření metody na další tekuté a polotekuté matice (např. džusy, nápoje).
• Integraci vysokého rozlišení hmotnostní spektrometrie (HRMS) pro neznámé či degradované metabolity.
• Pokročilé algoritmy pro potlačení matričního efektu a kvalitativní screening.
• Další zkrácení analytického cyklu a snížení spotřeby rozpouštědel (green analytical chemistry).

Závěr

Vyvinutá QuEChERS–GC-MS/MS metoda na přístroji TSQ 8000 Evo demonstrovala vysokou citlivost, přesnost a spolehlivost pro simultánní analýzu stovek pesticidů ve šťávách Aloe vera a Amla. Díky krátkému čase analýzy a plné automatizaci představuje robustní nástroj pro rutinní monitoring a zajištění bezpečnosti potravin.

Reference

• Codex Alimentarius Commission. General standard for contaminants and toxins in food and feed.
• Regulation (EC) No 396/2005 of the European Parliament and of the Council on maximum residue levels of pesticides in or on food and feed of plant and animal origin.
• Anastassiades M., Lehotay S. J., Stajnbaher D., Schenck F. J. Fast and easy multiresidue method for the determination of pesticides in produce. J. AOAC Int. 2003, 86, 412.
• SANCO/12571/2013. Method validation and quality control procedures for pesticide residue analysis in food and feed.
• Thermo Fisher Scientific Application Note 10449: Fast screening, identification, and quantification of pesticide residues in baby food using GC-Orbitrap MS technology. 2015.