High Mass Accuracy Provides Enhanced Selectivity for the GC/MS Analysis of Pesticides in Food

Význam tématu

Vysoká hmotnostní přesnost v GC/MS hraje klíčovou roli při analýze reziduí pesticidů v potravinách. Umožňuje přesnější rozlišení cílových sloučenin od komplexního pozadí matrice, zlepšuje poměr signál/šum a snižuje chybovost detekce a kvantifikace. V praxi je to zásadní při zajištění kvality a bezpečnosti potravin v oblasti QA/QC i výzkumu.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo demonstrovat výhody použití GC/MS s vysokou hmotnostní přesností a stabilitou osy hmotnosti při stanovení pesticidů v potravinových vzorcích. Autoři představili experimentální nastavení založené na quadrupolovém time-of-flight (Q-TOF) spektrometru a vyhodnotili selektivitu a citlivost metody v různých matricích (astragalus, heřmánek).

Použitá instrumentace

• Gas chromatograf: Agilent 7890A s kolonkami HP-5MS Ultra (15.0 m × 0.25 mm × 0.25 μm) a DB-5MSUI (0.65 m × 0.15 mm × 0.15 μm).
• Mass spektrometr: Agilent prototype Q-TOF, orthogonal acceleration, single reflectron, 70 eV EI zdroj, rozlišovací výkon ~5000 FWHM, hmotnostní rozsah 10–1700 Da.
• Auto-sampler: Agilent 7693A, splitless injekce 1 μL, vnitřní chlazený multirežimový inlet.
• Sofwarové nástroje: MassHunter Mass Calculator, Formula Calculator, Qualitative Analysis, NIST MS Interpreter.

Metodika

• Příprava vzorku: QuEChERS extrakce vzorků astragalus a heřmánek, následné naředění toluenem, spikování směsí 357 pesticidů (10/100 ppb).
• GC rozdělování: teplotní programy s lineárními rampami do 300 °C, zpětný průtok pro odstranění těžkých komponent.
• MS nastavení: kalibrace PFTBA před sekvencí, korekce hmotnostní osy na základě referenčních fragmentů; extrakce iontových chromatogramů (EIC) s okny ±0.1 Da a ±10/20 ppm.

Hlavní výsledky a diskuse

• Signifikantní zlepšení poměru signál/šum u všech analyzovaných iontů při úzkém výběru hmotnostního okna, zejména v komplikované matrici heřmánku.
• Odstranění rušivých signálů – srovnání TIC astragalus vs heřmánek prokázalo rozdílné spektrální pozadí.
• Příklady: metachlorifos (m/z 180.0005) oddělen od koelujících maticových iontů s chybou <2.3 ppm. Dichlorobenzonitril a flumetralin ukázaly konzistentní tvary píků při ±10 ppm oproti ±0.1 Da.

Přínosy a praktické využití metody

Vysoká hmotnostní přesnost zajišťuje spolehlivou detekci nízkokoncentrovaných pesticidů v komplexních matricích potravin. Metoda zkracuje dobu analýzy díky eliminaci dodatečných separačních kroků a zlepšuje reprodukovatelnost v QA/QC laboratořích.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj hmotnostních detektorů s vyšším rozlišovacím výkonem (>10000 FWHM) a rozšíření databází přesných měrných hmot fragmentů. Integrace s hyphenovanými technikami (GC×GC-Q-TOF) přinese ještě vyšší selektivitu pro sledování stopových kontaminantů.

Závěr

GC/MS s vysokou hmotnostní přesností a stabilní hmotnostní osou významně zvyšuje selektivitu a citlivost stanovení pesticidů v potravinových matricích. Přesná kalibrace a úzká extrakční okna umožňují eliminovat maticové interference v běžných potravinových vzorcích.

Reference

• Wylie P. L., Doherty T. P., Sandy C., Russ B. High Mass Accuracy Provides Enhanced Selectivity for the GC/MS Analysis of Pesticides in Food. Agilent Technologies White Paper WP 070, 2011.
• Lehotay S. J. et al. QuEChERS Microextraction Method for Pesticides in Foods. J. Agric. Food Chem. 2010, 58, 5884.