Analysis of Pesticide Residues in Spinach using Phenomenex roQ™ QuEChERS AOAC Kits by LC/MS/MS and GC/MS

Význam tématu

Špenát je bohatý na přírodní pigmenty a živiny, což komplikuje analýzu reziduí pesticidů. Řízené odstranění interferencí je klíčové pro dosažení nízkých mezí detekce a spolehlivé kvantifikace. Metoda QuEChERS představuje rychlý, jednoduchý, ekonomický a bezpečný postup pro přípravu vzorků potravin před další chromatografickou analýzou.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem práce bylo ověřit výkon komerční sady Phenomenex roQ™ QuEChERS AOAC 2007.01 pro extrakci 18 pesticides a 2 interních standardů ze špenátu. Po extrakci a dSPE čištění byly analyty rozděleny ke kvantifikaci pomocí LC/MS/MS a GC/MS a hodnocena shoda s kritérii AOAC (recoveries 70–120 %, RSD < 15 %).

Použitá metodika

Vzorky špenátu (15 g) byly extrahovány 1 % octanem v acetonitrilu s přídavkem MgSO4 a sodného octanu (roQ AOAC 2007.01 salt packet). Po fázi liquid–liquid partitioning se horní organická fáze očistila na dSPE sorbentech (MgSO4, PSA, GCB) pro odstranění vlhkosti, mastných kyselin a pigmentů. Extrakty byly po rozdělení sušeny a rekonstituovány pro:

• LC/MS/MS: 5 mM kyselina mravenčí v metanolu/vodě
• GC/MS: toluen, koncentrování dusíkem, dodatečná sorpce MgSO4

Použitá instrumentace

• LC/MS/MS: Agilent 1200 UHPLC s kolonkou Luna® 3 µm C18(2) 150 × 3,0 mm, ESI pozitivní režim na AB SCIEX API 4000™ QqQ.
• GC/MS: Agilent 6890N s detektorem 5973, kolona Zebron™ ZB-5MSi 30 m × 0,25 mm × 0,25 µm, splitless, nosný plyn He 1 mL/min.

Hlavní výsledky a diskuse

Recoveries všech analyzovaných pesticidů se pohybovaly v rozsahu 70–120 % a RSD byly pod 15 % při spike 80 ng/g a 200 ng/g. Mez kvantifikace byl výrazně pod mezinárodními MRL limitami. Planární sloučeniny jako chlorothalonil či thiabendazol vykazovaly nižší recoveries vlivem adsorpce na GCB; doporučuje se modifikovat extrakční rozpouštědlo (např. přidat toluen) nebo optimalizovat složení sorbentů. Pro LC injekci se ukázalo vhodnější 25 % metanol v 5 mM kyselině mravenčí ke zlepšení tvaru raných píků.

Přínosy a praktické využití metody

• Univerzální příprava vzorku pro širokou škálu potravinářských matic.
• Eliminace manualního vážení sorbentů díky předplněným sadám roQ QuEChERS a dSPE.
• Snížení spotřeby nebezpečných rozpouštědel a zvýšení laboratorní efektivity.

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozšíření metody o další třídy polárních a termolabilních látek, integrace s vysokorozlišovacími MS systémy pro screening nežádoucích látek, vývoj alternativních sorbentů k GCB pro minimalizaci ztrát planárních analyzů a automatizace přístupu QuEChERS pro vyšší throughput laboratoří.

Závěr

Phenomenex roQ™ QuEChERS AOAC 2007.01 s řadou dSPE sorbentů prokazují vynikající výkon pro analýzu reziduí pesticidů ve špenátu. Metoda splňuje oficiální kritéria AOAC 2007.01 a lze ji snadno adaptovat na další potravinářské matice a analyty.

Reference

• Anastassiades M., Lehotay S. J., Stajnbaher D. Fast and easy multiresidue method employing acetonitrile extraction/partitioning and dispersive solid-phase extraction for determination of pesticide residues in produce. J. AOAC Int. 86(2):412–431 (2003).
• Anastassiades M. QuEChERS web resource. quechers.cvua-stuttgart.de (2012).
• Anastassiades M., Lehotay S. J., Stajnbaher D. Collaborative study of QuEChERS method. J. AOAC Int. 86(2):412–431 (2003).
• Lehotay S. J., de Kok A., Hiemstra M., van Bodegraven P. Validation of a fast and easy method for determination of residues from 229 analytes in fruits and vegetables using GC and LC–MS. J. AOAC Int. 88(2):595–614 (2005).
• Lehotay S. J. Determination of pesticide residues in foods by acetonitrile extraction and partitioning with magnesium sulfate: collaborative study. J. AOAC Int. 90(2):485–520 (2007).
• USDA National Agricultural Library. nal.usda.gov.
• Pinto C. G., Laespada M. E. F., Martin S. H., Casas F., Pavón J. L. P., Cordero B. M. Simplified QuEChERS approach for extraction of chlorinated compounds from soil samples. Talanta 81(2):385–391 (2010).
• Brondi S. H. G., de Macedo A. N., Vicente G. H. L., Nogueira A. R. A. Evaluation of QuEChERS and GC–MS for pesticide residues in water and sediment. Bull. Environ. Contam. Toxicol. 86:18–22 (2011).
• Hoh E., Lehotay S. J., Mastovská K., Huwe J. K. Automated direct sample introduction with comprehensive GC×GC–TOF-MS for dioxins in fish oil. J. Chromatogr. A 1201:69–77 (2007).
• Cunha S. C., Lehotay S. J., Mastovská K., Fernandes J. O., Beatriz M., Oliveira P. P. QuEChERS sample preparation for pesticide residues in olives. J. Sep. Sci. 30:620–632 (2007).
• Mol H. G. J., Rooseboom A., van Dam R., Roding M., Arondeus K., Sunarto S. Modification and re-validation of the ethyl acetate-based multi-residue method for pesticides in produce. Anal. Bioanal. Chem. 389(6):1715–1754 (2007).
• Schenck F. J., Brown A. N., Podhorniak L. V., Parker A., Reliford M., Wong J. W. A rapid multiresidue method for determination of pesticides in fruits and vegetables using acetonitrile extraction/partitioning and SPE cleanup. J. AOAC Int. 91(2):422–438 (2008).