GC/MS/MS Pesticide Residue Analysis - A reference guide

Význam tématu

Analýza reziduí pesticidů je klíčová pro zajištění bezpečnosti potravin, ochranu spotřebitele a splnění legislativních limitů MRL/tolerancí. Moderní techniky GC/MS/MS nabízejí vysokou selektivitu a citlivost potřebnou pro detekci stovek pesticidů v náročných vzorcích potravin či krmiv, kde koextrahované matrixové složky mohou výrazně ovlivnit výsledky.

Cíle a přehled reference guide

Cílem průvodce je poskytnout ověřené a robustní postupy pro multireziduální analýzu pesticidů metodou plynové chromatografie v kombinaci s tandemovou hmotnostní spektrometrií (GC/MS/MS) na trojčetných kvadrupólových systémech Agilent. Obsahuje praktické rady pro vývoj, optimalizaci i rutinní modifikace metod, včetně vzorových protokolů QuEChERS vzorkování a čtyř specifických GC/MS/MS metod.

Použitá metodika a instrumentace

Ultrarychlé a efektivní vzorkování využívá QuEChERS přístup:

• Extract: acetonitril s octovou či citrátovou pufrovací solí.
• Cleanup: dispersivní SPE (dSPE) (MgSO4, PSA, C18, GCB/Carbon S) nebo passthrough cartridge (Captiva EMR–Lipid, –GPF, –GPD, –LPD, –HCF).

Pro GC/MS/MS detekci jsou popsány tyto klíčové komponenty:

• Multimode inlet (MMI) v režimu solvent vent nebo cold splitless.
• Konkurenční backflushing s Purged Ultimate Union mezi dvěma HP-5ms UI kolónami (5+15 m) pro ochranu kolony a MS zdroje.
• Carrier gas: helium nebo alternativně vodík (HydroInert EI zdroj, optimalizovaná GC geometrie).
• MS/MS: výběr MRM tranzic (2–3 na analyzát), optimalizace collision energy (MassHunter Optimizer), dMRM a dMRM/Scan.
• Podpora analyte protectants (gulonolacton, sorbitol) ke snižování matričních efektů a zlepšení opakovatelnosti.
• Zavedení ISTD (např. d10-parathion, TPP, 13C12-p,p’-DDT) a procesních kontrol (chlorpyrifos-methyl).

Hlavní výsledky a diskuse

Optimalizované metody pro různé GC/TQ generace (7000, 7010) umožňují rutinní stanovení stovek pesticidů:

• Metody Annex IV & V: standardní QuEChERS extrakce, dSPE cleanup, solvent vent nebo cold splitless MMI, helium GC, konkurenční backflush.
• Metody Annex VI & VII: přechod na retenční časové locking, vodík jako nosný plyn, HydroInert EI zdroj.
• QuEChERS EMR passtrhough (Captiva EMR-Lipid, –GPF, –GPD, –LPD a Carbon S) poskytuje selektivnější odstranění lipofilních či pigmentových interferentů než klasický dSPE.
• Carbon S vs GCB: vyšší obnovy planarických pesticidů a srovnatelná pigmentace.
• JetClean self-cleaning ion source výrazně prodlužuje interval mezi čištěním MS zdroje při náročných matricích.

Přínosy a praktické využití metody

Implementace popsaných postupů přináší:

• Vyšší citlivost a selektivitu v přítomnosti komplexních matric (potraviny, krmiva, dietetické doplňky).
• Redukci matrix-induced enhancement/suppression efektů (analyte protectants, matriční kalibrace, standard addition, ISTD).
• Minimální manuální zásahy a vyšší stand-by doba díky passtrhough cleanup a backflush.
• Flexibilní adaptaci na různé analytické seznamy (dMRM adjust, retention time locking).
• Splnění národních i mezinárodních požadavků na kontrolu reziduí pesticidů (PDP, SANTE, 2002/657/EC, 2021/808/EC).

Budoucí trendy a možnosti využití

Mezi směřování a inovace patří:

• Rozšíření podpory vodíku jako nosného plynu pro udržitelnost a úsporu heliových nákladů (HydroInert EI zdroj).
• Vývoj a využití dMRM/Scan režimu pro souběžnou MRM a full scan identifikaci.
• Automatizace a AI-podpora tvorby MRM metod (MassHunter Optimizer, P&EP MRM DB).
• Integrované workflow pro LC-API/MS/MS a GC/MS/MS v rámci jednoho laboratorního provozu.
• Další optimalizace QuEChERS pro specifické matricové výzvy (spices, herbal supplements, essential oils).

Závěr

Reference guide přináší komplexní a univerzální soubor postupů pro kvalitní multireziduální analýzu pesticidů pomocí GC/MS/MS. Díky optimalizovaným vzorkovacím metodám, selektivnímu cleanup a pokročilým GC/MS/MS konfiguracím lze získat přesné a reprodukovatelné výsledky i v náročných potravinářských matricích. Popisované přístupy podporují vysokou produktivitu analýz a splnění přísných QC požadavků.

Reference

1. FAO (2002). International Code of Conduct on the Distribution and Use of Pesticides. Rome.
2. The Pesticide Manual, 19th ed., British Crop Production Council (2021).
3. Anastassiades M., et al., J. AOAC Int. 86 (2003) 412–431.
4. Lehotay S. J., Mastovska K., J. AOAC Int. 88 (2005) 595–614.
5. Mastovska K., Lehotay S. J., J. Chromatogr. A 1040 (2004) 259–272.
6. SANTE/11312/2021 v2 (2024). EU Analytical Quality Control Guidelines.
7. USDA PDP Quality Manual (2024). Official QC requirements.