Reduction of helium usage for the analysis of pesticide residues in botanical dietary supplements using GC-MS/MS with the HeSaver-H2 Safer technology

Význam tématu

Botanické doplňky stravy zaznamenávají rostoucí poptávku pro své přírodní přínosy, avšak vysoká míra používání pesticidů v zemědělství vyžaduje jejich citlivou a spolehlivou kontrolu. Analýza stopových množství pesticidů pomocí GC-MS/MS snižuje riziko kontaminace spotřebitelských výrobků a chrání lidské zdraví i životní prostředí. Úspora vzácného nosného plynu helium navíc přispívá k dlouhodobé udržitelnosti laboratoří.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo demonstrovat schopnost technologie HeSaver-H2Safer snížit spotřebu helia až čtyřnásobně při analýze reziduí pesticidů v botanických doplňcích, aniž by došlo ke zhoršení chromatografického rozlišení, citlivosti či reprodukovatelnosti dosavadně validovaných metod založených na standardním split/splitless (SSL) injektoru.

Použitá metodika a instrumentace

Pro porovnání byl použit systém sestávající z:

• GC TRACE 1610 s dvěma iConnect SSL injektory (jeden standardní, druhý přestavěný na HeSaver-H2Safer režim s Ar jako pomocným plynem),
• triple quadrupole hmotnostního spektrometru TSQ 9610,
• vzorky Senna tea a další botanické matrixy (Guggel, Mucuna, Kava Kava, Rehmannia, Yerba Mate, Cayenne, Turmeric) spikeované standardním pesticidním mixem,
• pěti bodová kalibrace od 0 do 20 µg/kg kolem akčního limitu 10 µg/kg.

Hlavní výsledky a diskuse

Chromatografické rozdělení zůstalo srovnatelné: střední odchylka retenčních časů činila pouhých 0,05 min. Tvar píků byl symetrický a plošné odpovědi mezi SSL a HeSaver-H2Safer injektorem odpovídaly. Koeficienty determinace R2 > 0,997 byly dosaženy pro vybrané pesticidy a průměrné odchylky faktorů odpovědi (AvCF %RSD) nepřesáhly 16 %. V šesti různých matrixech byla při spike konc. 10 µg/kg průměrná obnova 78–97 % při ≤25 % RSD a při 50 µg/kg ≤10 % RSD. Dekoupling pressurizačního plynu a nosného plynu výrazně omezil kontaminaci kolony a prodloužil intervaly údržby.

Přínosy a praktické využití metody

Implementace HeSaver-H2Safer na existující SSL injektor je rychlá a nevyžaduje re-optimalizaci metod. Hlavní výhody:

• cca 4× delší životnost helia na standardní tlakové láhve,
• úspora nákladů a zdrojů bez kompromisu analytické citlivosti,
• ochrana chromatografické kolony před kontaminanty z injektoru,
• kompatibilita s validovanými postupy pro různé botanické matrixy.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se širší nasazení HeSaver-H2Safer nejen pro pesticidní analýzy ve fytoproduktech, ale i v potravinářské, environmentální a farmaceutické oblasti. Další vývoj inklinuje k automatizaci optimalizace nosných plynů, použití vodíku jako alternativy a integraci s digitálními platformami pro řízení spotřeby plynů a prediktivní údržbu.

Závěr

Technologie HeSaver-H2Safer ukazuje, že lze zásadně omezit spotřebu helia při GC-MS/MS analýze reziduí pesticidů bez ztráty výkonnosti. Jednoduchá upgrade stávajícího SSL injektoru přináší ekonomické i ekologické výhody a podporuje udržitelné laboratorní postupy.

Reference

• Thermo Fisher Scientific TN 001218 Addressing gas conservation challenges when using helium or hydrogen as GC carrier gas, 2022.
• Thermo Fisher Scientific AN 000560 Unstoppable analysis of pesticides residues in black tea using triple quadrupole GC-MS, 2021.
• Thermo Fisher Scientific Helium Saver Calculator, online nástroj pro odhad úspor plynů.