Multi pesticide residue analysis in tobacco by GCMS/MS using QuEChERS as an extraction method

Význam tématu

Analýza reziduí pesticidů v tabáku je klíčová pro zajištění bezpečnosti konečného produktu a ochranu veřejného zdraví. Tropicko-vlhké podmínky pěstování podporují časté použití pesticidů, jejichž přetrvávající stopy v listech mohou přežít i zpracovatelské kroky. Regulace úrovně reziduí je stanovena doporučenými hodnotami GRL organizace CORESTA, a efektivní a citlivé testování je nezbytné pro splnění legislativních požadavků a ochranu spotřebitelů.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout rychlou, spolehlivou a ekonomickou metodu pro současné stanovení 203 pesticidů v tabákových vzorcích. Metoda kombinuje extrakci podle protokolu QuEChERS s následnou analýzou na vysoce výkonném GC-MS/MS přístroji, což umožňuje detekci stopových hladin pesticidů s vysokou přesností a linearitou.

Použitá metodika

QuEChERS extrakce:

• 2 g suchého práškového tabáku homogenizováno s 18 mL vody s 0,5 % kyseliny octové, odstátí 30 min
• extrakce přidáním 10 mL ethylacetátu a 10 g síranu sodného, homogenizace 2 min při 15 000 rpm
• separace fází odstředěním (5 000 rpm, 5 min), odebrání 3 mL organické vrstvy
• přidání 1 mL toluenu, protiprůtahové čisticí směsi (PSA, C18, GCB, MgSO4), vortex 2 min, odstředění 7 000 rpm, 7 min
• filtrace přes PTFE membránu 0,2 μm a injekce 2 μL čistého extraktu do GCMS-MS

Použitá instrumentace

Shimadzu GCMS-TQ8030 s trojitým kvadrupólem:

• kolona Rxi-5Sil MS, 30 m × 0,25 mm I.D., 0,25 μm
• splitless injekce, 2 μL, He jako nosný plyn (1,2 mL/min, lineární rychlost 40,2 cm/s)
• program teploty: 70 °C (2 min) → 150 °C (25 °C/min) → 200 °C (3 °C/min) → 280 °C (8 °C/min, 10 min)
• ionizace EI, zdroj 230 °C, interface 280 °C, akvizice MRM
• ASSP™ pro vysokorychlostní sken, UFsweeper® pro účinné odstraňování reziduí, MRM, Scan/MRM a další režimy

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda byla validována z hlediska linearity (0,5–25 ppb), reprodukovatelnosti, LOQ a recovey.

• Pro 193 z 203 pesticidů byla lineární závislost R² mezi 0,995 a 1,000.
• LOQ ≤ 10 ppb u 90 % analyzovaných látek, S/N > 90, %RSD ≤ 10 % (n=6).
• Průměrné recoverie se pohybovaly mezi 70 a 130 %.
• MRM chromatogram ukázal efektní separaci všech 203 pesticidů během jednoho 41,9min běhu.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí vysokou selektivitu, citlivost a reprodukovatelnost pro rutiní kontrolu reziduí pesticidů v tabákových výrobcích. Díky robustnímu QuEChERS čištění a pokročilé MS/MS detekci je vhodná i pro další komplexní potravinářské a zemědělské matriče, což usnadňuje implementaci v QA/QC laboratořích a regulačních agenturách.

Budoucí trendy a možnosti využití

V budoucnu lze metodu rozšířit o další třídy pesticidů, aplikovat na nové matriče (např. byliny, koření) a integrovat s automatizovanými přípravnými robotickými systémy. Vývoj ultra-rychlých GC programů a využití vysokorozlišovací MS (HRMS) mohou dále zvýšit citlivost a identifikaci neznámých kontaminantů.

Závěr

Vyvinutá GC-MS/MS metoda umožňuje efektivní stanovení 203 pesticidů v komplexním tabákovém vzorku s vysokou lineárností, citlivostí a přesností. Klíčové technologie ASSP™ a UFsweeper® zajistily rychlý a čistý průtok iontů, což podpořilo nízké LOQ a reprodukovatelnost.

Reference

1. Tobacco Board (Ministry of Commerce and Industry, Government of India). Exports performance during 2013-14. 2014.
2. CORESTA GUIDE N°1. The concept and implementation of cpa guidance residue levels. 3rd Issue, July 2013.
3. Zareen S. Khan, Kaushik Banerjee, Rushali Girame, Sagar C. Utture et al. Journal of Chromatography A, vol. 1343, 2014.