Fast Screening of Pesticide Multiresidues in Aqueous Samples by Dual Stir Bar Sorptive Extraction (Dual SBSE) and Thermal Desorption – Fast GC/MS using a Modular Accelerated Column Heater (MACH)
Aplikace | 2006 | GERSTELInstrumentace
Detekce reziduí pesticidů ve vodních vzorcích má zásadní význam pro ochranu lidského zdraví, sledování environmentálního znečištění a prevenci bioakumulace škodlivých látek. Metody umožňující rychlý a citlivý screening širokého spektra pesticidů v ultranízkých koncentracích (ng/L) přispívají k efektivnímu monitoringu vodních zdrojů a potravinových produktů.
Tento dokument popisuje vývoj a validaci kombinované analytické metody pro rychlý screening 82 pesticidů v aqueous vzorcích. Metoda spočívá ve dvojité extrakci na stir bar sorptive extraction (Dual SBSE) při odlišných podmínkách (30 % NaCl vs. 100 % vzorek), následované termickou desorpcí (TD) a rychlou GC/MS analýzou s modulárním akcelerovaným topením kolony (MACH). Studie hodnotí vliv objemu vzorku, přídavku soli a methanolu a mapuje rozsah Ko/w od 1,7 do 8,35.
Vzorky (20 mL) byly extrahovány současně na dvou Twister® stir barech PDMS (24 µL) při 24 °C, 1500 rpm po dobu 60 min, jeden bar v 30 % vodném roztoku NaCl, druhý v nezařízeném vzorku. Po extrakci byly oba bary vloženy do jedné skleněné vložky a podrobeny termické desorpci ve vysokoteplotním modulu TDU (40 °C→280 °C, 720 °C/min). Desorpční produkty byly kryofokusovány v PTV inletu při –100 °C a následně rychle separovány na MACH-GC kolonie DB-5 (10 m×0,18 mm×0,18 µm) s rampou 75 °C/min z 40 °C na 300 °C a guardovaným chlazením. Detekce probíhala ve skenovacím režimu qMS (m/z 58–510, 10,8 scan/s). Příprava vzorků zahrnovala odběr povrchové vody a infuze zeleného čaje.
Optimalizace objemu vzorku ukázala, že při 20 mL dochází k nejnižším mezím detekce, ačkoliv relativní recovery roste se snižujícím se objemem. 30 % přídavek NaCl významně zvýšil extrakci polárních pesticidů (log Ko/w <3,5) a současně snížil recovery silně nepolárních látek (log Ko/w >5). Přidání methanolu (5–10 %) nevedlo k výraznému zlepšení, proto byl vybrán přístup Dual SBSE se sólovým barom s 30 % NaCl a druhým bez modifikátoru. Validace metody pro 82 pesticidů prokázala lineární odezvu r2>0,9900 u 69 sloučenin, meze detekce 0,58–10 ng/L (většina látek) a recovery 11–72 % s RSD 4,1–14 %. Aplikace na povrchové vody (Tama River) umožnila detekci fenobucarbu (16 ng/L) a diazinonu (4,9 ng/L) s RSD<12 %. Vzorky zeleného čaje obsahovaly pirimiphos-methyl (10 ng/L) a tebuconazol (240 ng/L) s RSD<8,5 %.
Další směřování zahrnuje integraci plně automatizovaných SBSE systémů, miniaturizaci extrakčních fází a jejich modifikaci pro selektivní obohacení nových či neznámých kontaminantů. Kombinace s vysokým rozlišením MS a batch nebo online monitoring v reálném čase rozšíří možnosti environmentálního a potravinářského testování.
Vyvinutá metoda Dual SBSE – TD – fast GC/MS s MACH představuje robustní, citlivý a vysoce průtokový postup pro screening pesticidů v aqueous vzorcích. Vyvážené recovery pro široké rozpětí Ko/w, nízké LOD a jednoduchá příprava podtrhují praktickou využitelnost v environmentální a QA/QC analytice.
GC/MSD, Termální desorpce, Příprava vzorků, GC/SQ
ZaměřeníŽivotní prostředí, Potraviny a zemědělství
VýrobceAgilent Technologies, GERSTEL
Souhrn
Význam tématu
Detekce reziduí pesticidů ve vodních vzorcích má zásadní význam pro ochranu lidského zdraví, sledování environmentálního znečištění a prevenci bioakumulace škodlivých látek. Metody umožňující rychlý a citlivý screening širokého spektra pesticidů v ultranízkých koncentracích (ng/L) přispívají k efektivnímu monitoringu vodních zdrojů a potravinových produktů.
Cíle a přehled studie / článku
Tento dokument popisuje vývoj a validaci kombinované analytické metody pro rychlý screening 82 pesticidů v aqueous vzorcích. Metoda spočívá ve dvojité extrakci na stir bar sorptive extraction (Dual SBSE) při odlišných podmínkách (30 % NaCl vs. 100 % vzorek), následované termickou desorpcí (TD) a rychlou GC/MS analýzou s modulárním akcelerovaným topením kolony (MACH). Studie hodnotí vliv objemu vzorku, přídavku soli a methanolu a mapuje rozsah Ko/w od 1,7 do 8,35.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky (20 mL) byly extrahovány současně na dvou Twister® stir barech PDMS (24 µL) při 24 °C, 1500 rpm po dobu 60 min, jeden bar v 30 % vodném roztoku NaCl, druhý v nezařízeném vzorku. Po extrakci byly oba bary vloženy do jedné skleněné vložky a podrobeny termické desorpci ve vysokoteplotním modulu TDU (40 °C→280 °C, 720 °C/min). Desorpční produkty byly kryofokusovány v PTV inletu při –100 °C a následně rychle separovány na MACH-GC kolonie DB-5 (10 m×0,18 mm×0,18 µm) s rampou 75 °C/min z 40 °C na 300 °C a guardovaným chlazením. Detekce probíhala ve skenovacím režimu qMS (m/z 58–510, 10,8 scan/s). Příprava vzorků zahrnovala odběr povrchové vody a infuze zeleného čaje.
Hlavní výsledky a diskuse
Optimalizace objemu vzorku ukázala, že při 20 mL dochází k nejnižším mezím detekce, ačkoliv relativní recovery roste se snižujícím se objemem. 30 % přídavek NaCl významně zvýšil extrakci polárních pesticidů (log Ko/w <3,5) a současně snížil recovery silně nepolárních látek (log Ko/w >5). Přidání methanolu (5–10 %) nevedlo k výraznému zlepšení, proto byl vybrán přístup Dual SBSE se sólovým barom s 30 % NaCl a druhým bez modifikátoru. Validace metody pro 82 pesticidů prokázala lineární odezvu r2>0,9900 u 69 sloučenin, meze detekce 0,58–10 ng/L (většina látek) a recovery 11–72 % s RSD 4,1–14 %. Aplikace na povrchové vody (Tama River) umožnila detekci fenobucarbu (16 ng/L) a diazinonu (4,9 ng/L) s RSD<12 %. Vzorky zeleného čaje obsahovaly pirimiphos-methyl (10 ng/L) a tebuconazol (240 ng/L) s RSD<8,5 %.
Přínosy a praktické využití metody
- Bezrozpouštědlová extrakce se snadnou přípravou vzorku
- Vysoká citlivost a nízké meze detekce v řádu ng/L
- Široké spektrum analyzovaných pesticidů (log Ko/w 1,7–8,35)
- Rychlý analytický cyklus díky MACH-GC/MS a multiplexní SBSE
- Možnost přímé analýzy povrchových vod a potravinových infuzí
Budoucí trendy a možnosti využití
Další směřování zahrnuje integraci plně automatizovaných SBSE systémů, miniaturizaci extrakčních fází a jejich modifikaci pro selektivní obohacení nových či neznámých kontaminantů. Kombinace s vysokým rozlišením MS a batch nebo online monitoring v reálném čase rozšíří možnosti environmentálního a potravinářského testování.
Závěr
Vyvinutá metoda Dual SBSE – TD – fast GC/MS s MACH představuje robustní, citlivý a vysoce průtokový postup pro screening pesticidů v aqueous vzorcích. Vyvážené recovery pro široké rozpětí Ko/w, nízké LOD a jednoduchá příprava podtrhují praktickou využitelnost v environmentální a QA/QC analytice.
Reference
- Arthur C.L., Pawliszyn J. Anal. Chem. 62 (1990) 2145.
- Baltussen E., Sandra P., David F., Cramers C.A. J. Microcol. Sep. 11 (1999) 737.
- Kataoka H., Lord H.L., Pawliszyn J. J. Chromatogr. A 880 (2000) 35.
- Beltran J., López F.J., Hernández F. J. Chromatogr. A 885 (2000) 389.
- Baltussen E., Cramers C.A., Sandra P.J.F. Anal. Bioanal. Chem. 373 (2002) 3.
- David F., Tienpont B., Sandra P. LC GC N. Am. 21 (2003) 108.
- Kawaguchi M., Ito R., Saito K., Nakazawa H. J. Pharm. Biomed. Anal. 40 (2006) 500.
- Šerodio P., Nogueira J.M.F. Anal. Chim. Acta 517 (2004) 21.
- Leon V.M., Álvarez B., Cobollo M.A., Muñoz S., Valor I. J. Chromatogr. A 999 (2003) 91.
- Nakamura S., Daishima S. Anal. Bioanal. Chem. 382 (2005) 99.
- Ochiai N., Sasamoto K., Kanda H., Yamagami T., David F., Tienpont B., Sandra P. J. Sep. Sci. 28 (2005) 1083.
- Benijts T., Vercammen J., Dams R., Tuan H.P., Lambert W., Sandra P. J. Chromatogr. B 755 (2001) 137.
- Luong J.C., Gras R.L., Cortes H.J., Mustacich R.M. Abstracts 27th ISCC (2004) PL11.
- Meylan W.M., Howard P.H. J. Pharm. Sci. 84 (1995) 83.
- Ochiai N., Sasamoto K., Daishima S., Heiden A.C., Hoffmann A. J. Chromatogr. A 986 (2003) 101.
- Bicchi C., Cordero C., Rubiolo P., Sandra P. J. Sep. Sci. 26 (2003) 1650.
- Aizawa T. Proceedings 22nd Symposium on Pesticide Residues (2005) 9–16.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Multi-Residue Method for the Determination of Five Groups of Pesticides in Non-Fatty Food Samples by Dual Stir Bar Sorptive Extraction (Dual SBSE) and Thermal Desorption GC-MS
2005|Agilent Technologies|Aplikace
AppNote 3/2005 Multi-Residue Method for the Determination of Five Groups of Pesticides in Non-Fatty Food Samples by Dual Stir Bar Sorptive Extraction (Dual SBSE) and Thermal Desorption GC-MS* Nobuo Ochiai, Kikuo Sasamoto, Hirooki Kanda GERSTEL K.K., 2-13-18 Nakane, Meguro-ku, Tokyo,…
Klíčová slova
sbse, sbsepesticides, pesticidesstir, stirabundance, abundanceextract, extractfivefold, fivefoldgerstel, gersteldesorption, desorptiontwofold, twofoldextraction, extractionrtl, rtllog, logbhc, bhcmatrix, matrixoctanol
A Novel Extraction Procedure for Stir Bar Sorptive Extraction (SBSE): Sequential SBSE for Uniform Enrichment of Organic Pollutants in Water Samples
2008|Agilent Technologies|Aplikace
AppNote 12/2008 A Novel Extraction Procedure for Stir Bar Sorptive Extraction (SBSE): Sequential SBSE for Uniform Enrichment of Organic Pollutants in Water Samples Nobuo Ochiai, Kikuo Sasamoto, Hirooki Kanda GERSTEL K.K., 2-13-18 Nakane, Meguro-ku, Tokyo, 152-0031 Japan Edward Pfannkoch Gerstel,…
Klíčová slova
sbse, sbsesolutes, solutesstir, stirrecovery, recoverysequential, sequentialbüro, bürotechnisches, technischesextraction, extractionbar, barenrichment, enrichmentlog, loghydrophobic, hydrophobicpdms, pdmspesticides, pesticidesvalues
Multi-Residue Method for Determination of 85 Pesticides in Vegetables, Fruits and Green Tea by Stir Bar Sorptive Extraction and Thermal Desorption GC-MS
2004|Agilent Technologies|Aplikace
AppNote 4/2004 Multi-Residue Method for Determination of 85 Pesticides in Vegetables, Fruits and Green Tea by Stir Bar Sorptive Extraction and Thermal Desorption GC-MS Nobuo Ochiai, Kikuo Sasamoto, Hirooki Kanda GERSTEL K.K., 2-13-18 Nakane, Meguro-ku, Tokyo, 152-0031 Japan Takashi Yamagami…
Klíčová slova
lodb, lodbpesticides, pesticideslog, logsbse, sbsechlorpyrifos, chlorpyrifosfenpropathrin, fenpropathringlass, glassbhc, bhcmethyl, methylgerstel, gerstelmethanol, methanolprothiofos, prothiofosbuprofezine, buprofezineprocymidone, procymidonestir
Screening of Pesticide Residues in Water by Sequential Stir Bar Sorptive Extraction-Thermal Desorption with GC/MS
2010|Agilent Technologies|Aplikace
Screening of Pesticide Residues in Water by Sequential Stir Bar Sorptive Extraction-Thermal Desorption with GC/MS Application Note Food Authors Abstract Nobuo Ochiai and Kikuo Sasamoto The performance of sequential stir bar sorptive extraction (sequential SBSE) in combi- GERSTEL K.K. nation…
Klíčová slova
sbse, sbsertl, rtlstir, stirsequential, sequentialpesticide, pesticidesorptive, sorptivebar, barextraction, extractionresidues, residuesthermal, thermaldesorption, desorptionbars, barslocked, lockeddesorbed, desorbedpollu