Chlorinated Pesticides Analysis by Capillary GC: Alternative Approaches

Význam tématu

Chlorované pesticidy představují významné environmentální kontaminanty díky své perzistenci, toxicity a schopnosti bioakumulace. Analýza těchto sloučenin při nízkých koncentracích a v komplexních matricích (voda, půda, potraviny, odpad) vyžaduje citlivé, selektivní a rychlé chromatografické postupy, které splňují přísné požadavky regulačních orgánů (EPA, CLP).

Cíle a přehled studie / článku

Článek představuje alternativní přístupy k analýze 16 chlorovaných pesticidů podle EPA Method 608. Hlavními cíli byly: optimalizovat separaci na kapilárních GC kolónách (SPB-608, SPB-5), demonstrovat kombinované použití fází pro potvrzení identity, zkrátit dobu analýzy, minimalizovat spotřebu rozpouštědel a zavést rychlé extrakční postupy (SPME, SPE) pro screening i kvantitativní stanovení.

Použitá metodika a instrumentace

Všechny metody využívají kapilární plynovou chromatografii s elektrochemickou detekcí (ECD). Pro separaci jsou nasazeny:

• SPB-608 kolóny (30 m×0,25 mm i.d., 0,25 µm; nebo 15 m×0,53 mm i.d., 0,50 µm)
• SPB-5 kolóny (30 m×0,25 mm i.d., 0,25 µm; nebo 15 m×0,20 mm i.d., 0,20 µm)

Teplotní programy se pohybují od 120 °C do 290 °C, nosný plyn helium, rychlosti 20–38 cm/s; pro optimalizaci ECD se uplatňuje dusík jako make-up plyn. Vzorky jsou aplikovány splitless injektorem (200–260 °C) nebo studenou on-column injekcí pro potlačení rozkladu. Pro konverzi širokoborevních kolón v systémech s plněnými kolónami slouží speciální zásuvné sady. Extrakční postupy: solid phase microextraction (SPME, 100 µm PDMS vlákno, manuální nebo autosampler Varian) a solid phase extraction (SPE) na ENVI-Carb a ENVI-8 kazetách za využití Visiprep DL vakuového systému a Visidry sušicího adaptéru.

Hlavní výsledky a diskuse

Kapilární SPB-608 kolóna odděluje 16 pesticidů metody 608 za ~20 min, ve srovnání s ~32 min na SPB-5. Kombinované použití obou fází přináší komplementární eluce a potvrzení identity. Širokoborevná 0,53 mm SPB-608 kolóna v tepelně programované analýze dosahuje baseline separace ve 12 min; isotermní režim vyhovuje starším přístrojům. SPME zajišťuje screening na úrovni 200 ppt s RSD < 20 % a minimalizací pozadí. SPE na ENVI-Carb poskytuje vysoké průměrné výtěžky (> 90 %) pro široké spektrum polárních i nepolárních pesticidů v pitné i odpadní vodě (10–250 ng/mL). ENVI-8 působí jako inertní C8 fáze pro QTM screening, s výtěžky 85–110 % a nízkou proměnlivostí mezi šaržemi. Pro ovoce a zeleninu (200+ pesticidů) se SPE na ENVI-Carb osvědčilo s průměrnými recoveries 65–110 % a C.V. do 35 %.

Přínosy a praktické využití metody

Popisované přístupy významně zkracují dobu analýzy, snižují spotřebu organických rozpouštědel a umožňují rychlý on-site screening i plnohodnotné QA/QC stanovování. Kombinace kapilárních kolón s inovativními extrakčními technikami (SPME, SPE) zlepšuje citlivost a spolehlivost detekce při zachování souladu s regulačními požadavky.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další miniaturizace a automatizace — integrace SPME do autosamplerů, rychlé GC/MS-MS metody pro vícereziduální screening, vývoj nových stacionárních fází pro ultra-siroké spektrum kontaminantů, on-line extrakce a digitální datové toky pro real-time monitorování.

Závěr

SPB-608 kapilární kolóny v kombinaci s SPB-5 nabízejí robustní a rychlé řešení pro analýzu chlorovaných pesticidů. Rozšířené extrakční postupy SPME a SPE na uhlíkových a polymerně modifikovaných kazetách výrazně zefektivňují práci s náročnými vzorky a splňují přísné normy EPA a CLP.

Reference

1. US EPA. Methods for Organic Chemical Analysis of Municipal and Industrial Wastewater, EPA 600/4-82-057, 1982.
2. US EPA. Contract Laboratory Program Statement of Work for Organics Analysis, Multi-Media, Multi-Concentration, Doc. 0LM01.0, Rev. 0LM01.1.1, 1991.
3. Andreolini F., et al. Rapid solid-phase extraction techniques for environmental analysis. Anal. Chem. 59:1720–1725, 1987.
4. Fillion J., Hindle R., Lacroix M., Selwyn J.C. Multi-residue cleanup and analysis of pesticides in fruits and vegetables. J. AOAC Int. 78:1252–1266, 1995.
5. Chaput D. Postcolumn derivatization and fluorescence detection for carbamate insecticides. J. Assoc. Off. Anal. Chem. 71:542–546, 1988.