Recent Advances in the Analysis of Pyrethroid Insecticides in Surface Water and Sediments by Tandem GC/MS

Význam tématu

Pyrethroidní insekticidy jsou široce používané sloučeniny s vysokou toxicitou pro vodní organismy. Jejich častý výskyt v povrchových vodách i sedimentech, zejména v oblastech intenzivního zemědělství a urbanizace, vyžaduje citlivé a selektivní analytické metody. Moderní instrumentace umožňuje detekci stopových koncentrací pyrethroidů, což je zásadní pro hodnocení ekologických rizik a dodržování legislativních limitů.

Cíle a přehled studie

Cílem práce bylo vyvinout a validovat metodu pro kvantitativní stanovení sedmi hlavních pyrethroidů ve vodě a sedimentech pomocí tandemové GC/MS s negativní chemickou ionizací (NCI). Studie navrhuje optimalizovaný postup přípravy vzorku, chromatografické podmínky a hmotnostní přístrojové nastavení, který dosahuje sub-ppb detekčních limitů nutných pro monitoring ekologicky relevantních koncentrací.

Použitá metodika a instrumentace

Postup přípravy vzorků:

• Sedimenty: extrakce pomocí tlakově asistované extrakce (PFE), gelová permeační chromatografie (GPC) a čistění florisilovým SPE.
• Vodní vzorky: kapalná extrakce, koncentrace a přečištění florisilovým SPE.

Chromatografie a detekce:

• GC s velkoobjemovým vstřikovacím ventilem (LVI) pro 2 μL pulsy a splitless režim.
• Dvojkolonový systém DB-XLB (2×15 m) s možností zpětného proplachu první kolony pro eliminaci vysokomolekulárních rušivých látek.
• Tandemový kvadrupólový hmotnostní spektrometr s negativní chemickou ionizací (amoniak jako reagentní plyn, 35 % toku).

Použitá instrumentace

• Gas chromatograf Agilent s LVI modulem
• Dvojkolonový systém DB-XLB (0,25 mm × 0,25 µm), purged union
• tandemový kvadrupólový MS detektor s NCI (amoniak, dusík–helium kolizní plyn)
• PFE extraktor, GPC systém, florisilové SPE kazety

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda dosahuje odhadovaných detekčních limitů (ELOD) v rozmezí 0,05–1 ng/L pro vodu a 0,05–0,3 ng/g pro sedimenty, což výrazně překonává tradiční EI techniky. Negativní chemická ionizace s amoniakem zajišťuje vysokou selektivitu pro halogenované pyrethroidy a minimalizuje vliv matrice. Tandemová MS/MS analýza poskytuje stabilní prekurzor-produkt přechody pro každou analyzovanou látku.

Přínosy a praktické využití metody

• Sub-ppb detekční limity umožňují spolehlivý monitoring ekologicky rizikových koncentrací ve vodách a sedimentech.
• Vysoká selektivita NCI a MS/MS minimalizuje interferenci složitých matric.
• Postranní proplach kolony zkracuje dobu analýzy a prodlužuje životnost kapilár.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj může zahrnovat:

• Integraci mikroextrakčních technik pro zmenšení objemu rozpouštědel.
• Automatizaci přípravy vzorku a on-line propojení SPE–GC.
• Rozšíření metody o nově registrované pyrethroidy a metabolity.
• Využití vysokorozlišovací MS pro potvrzení struktury izomerů.

Závěr

Popsaná metoda tandemové GC/MS-NCI poskytuje rychlou, citlivou a selektivní analýzu pyrethroidních insekticidů v povrchových vodách a sedimentech. Díky nízkým detekčním limitům a odolnosti vůči matrice je vhodná pro ekologický monitoring i regulační účely.

Reference

1. Grob R.R.L., Barry E.F.: Modern Practice of Gas Chromatography, pp. 382 (2004).