Simultaneous screening and quantitation of pesticides residue in milk at trace level using high resolution Orbitrap GC-MS

Význam tématu

Pesticidní rezidua v mléce představují významné riziko pro potravinový řetězec a veřejné zdraví. Díky schopnosti některých látek akumulovat se v životním prostředí a přecházet do živočišných produktů je nezbytné disponovat vysoce citlivými a selektivními analytickými metodami, které umožní detekovat i stopové koncentrace kontaminantů v komplexních matricích, jako je mléko.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout a validovat metodiku pro simultánní screening a kvantifikaci 162 pesticidů v mléce za použití plnoskenovacího režimu vysokorozlišovacího Orbitrap GC-MS. Metoda měla splňovat požadavky evropské SANTE/11813/2017 směrnice, MRL limity EU i FSSAI (Indie).

Použitá instrumentace

• Thermo Scientific TRACE 1310 GC se systémem TriPlus RSH autosampler a kolona TraceGOLD TG-5SIL-MS (30 m × 0,25 mm × 0,25 µm)
• Programovatelný PTV injektor se Siltek™ six baffle PTV liner
• Thermo Scientific Exactive GC Orbitrap MS s ExtractaBrite iontovým zdrojem (EI) a VPI technologií
• Datové zpracování v TraceFinder™ verze 4.1

Použitá metodika

Vzorky mléka (10 g) byly extrahovány metodou EN 15662 QuEChERS s přídavkem 10 mL acetonitrilu, následovala fáze clean-up pomocí MgSO₄, PSA a C18. GC podmínky: injekce 1 µL cold splitless, tok helia 1,2 mL/min, teplotní program 35,6 min. MS podmínky: plné skenování m/z 50–500, rozlišení 60 000 FWHM, EI 70 eV, teplota zdroje 320 °C. Identifikace a kvantifikace byly řízeny kritérii SANTE (retence ±0,1 min, mass error ±5 ppm, R² > 0,99, S/N > 3, recoveries 70–120 %, RSD < 20 %).

Hlavní výsledky a diskuse

Optimalizace clean-up fáze s 150 mg MgSO₄, 25 mg PSA a 50 mg C18 zlepšila potlačení matričních interferencí a zajistila symetrické chromatografické píky. Screeningové detekční limity (SDL) byly v rozmezí 0,001–0,002 mg/kg pro 123–137 sloučenin. Metoda poskytla minimálně 12 skenů na pík (např. fipronil ~40 skenů/špičku) a mass accuracy pod ±2 ppm bez interního lock mass. Matriční efekty byly kvantifikovány porovnáním kalibrací v matrici a v rozpouštědle; LOQ dosáhly 0,005–0,01 mg/kg s průměrnými recoveries 72–117 % (RSD < 15 %).

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rychlý a spolehlivý monitoring širokého spektra pesticidů v mléce, splňuje legislativní limity EU i FSSAI, eliminuje nutnost selektivního SRM a poskytuje možnost retrospektivní analýzy dalších sloučenin bez doplňování analytických postupů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Využití vysokorozlišovací Orbitrap MS se očekává v rozšířených aplikacích pro LC-MS/MS, integraci s nestrukturovanými datovými přístupy a strojovým učením pro identifikaci neznámých kontaminantů. Dále je možné adaptovat metodu na jiné potravinové matrice a multi-residuální screening.

Závěr

GC-Orbitrap v kombinaci s QuEChERS extrakcí představuje robustní analytický postup pro simultánní screening a kvantifikaci 162 pesticidů v mléce na stopové úrovni, splňující požadavky na selektivitu, citlivost i přesnost podle evropských i indických norem.

Reference

• Determination of pesticide residues in milk using a QuEChERS-based method developed by response surface methodology. Food Chemistry 133 (2012) 473–481.
• Guidance document on analytical quality control and method validation procedures for pesticide residues and analysis in food and feed. SANTE/11813/2017, European Commission, 2017.
• BS EN 15662:2008. Foods of plant origin – determination of pesticide residues – QuEChERS method.
• Thermo Scientific Pesticide Residue Analyzer Reference, Revision 2.
• FSSAI. Insecticides/Pesticides Registered under section 9(3) of the Insecticides Act, 1968. FSSAI, k 31. 12. 2018.
• European Union MRL database for pesticides in milk. Přístup leden 2019.