Analysis of Organochlorine Pesticide Residues in Whole Milk Using QuEChERS Followed by Enhanced Matrix Removal—Lipid Cleanup by GC-MS/MS

Význam tématu

Bioakumulace perzistentních organochlorových pesticidů v potravinových tucích představuje závažné riziko pro lidské zdraví.
Spolehlivá kvantifikace OCP (organochlorových pesticidů) v matricích s vysokým obsahem lipidů, jako je plnotučné mléko, vyžaduje účinnou extrakci a odstranění tuků, aby se minimalizovaly maticové efekty a snížila údržba GC-MS/MS přístroje.

Cíle a přehled studie

Cílem práce bylo vyvinout a ověřit rychlý, jednoduchý a vysoce výtěžný postup přípravy vzorku plnotučného mléka pro GC-MS/MS analýzu OCP.
Studie kombinovala standardní QuEChERS extrakci s pokročilým čistícím krokem EMR—Lipid, aby se dosáhlo akceptovatelných výtěžností a snížení matice nad hranici 3 % lipidů.

Použitá metodika a instrumentace

Postup přípravy vzorku:

• 10 mL mléka s keramickými homogenizačními kuličkami, přídavek ethylacetátu a acetonitrilu pro extrakci
• QuEChERS EN extrakční sůl, odstředění a následné rozpuštění ve vodě k aktivaci EMR—Lipid sorbentu
• Disperzní SPE EMR—Lipid pro účinné zachycení lipidů, následné dokonalé vysušení MgSO4 a přídavek 1 % kyseliny mravenčí

Instrumentace:

• Agilent 7890B GC s multimode inletem a zpětným vyplachováním
• Agilent 7000C Triple Quadrupole GC-MS/MS
• Kolony Agilent DB-5ms Ultra Inert (15 m × 0,25 mm × 0,25 µm)
• Software Agilent MassHunter pro řízení přístroje a vyhodnocení dat

Hlavní výsledky a diskuse

EMR—Lipid čistící krok selektivně odstraňuje dlouhé hydrokarbonové řetězce lipidů a nezachycuje objemově větší pesticidy, což vede k výraznému snížení interferencí:

• Recoveries u obtížně extrahovatelných OCP při 10 ng/g: cis-chlordan 88 %, 4,4′-DDE 76 %, 4,4′-DDT 88 %, endrin 86 %, HCB 74 % (o 25–40 % lepší než u tradičních postupů)
• Limity stanovení (LOQ) ≤ 5 ng/g pro všechny analyty, s RSD < 20 %
• Lineární kalibrační křivky s koeficientem R2 > 0,99
• Redukce maticových efektů přinesla zlepšení poměru signál/šum a přesnější integraci špiček

Přínosy a praktické využití metody

Postup lze snadno integrovat do stávajících QuEChERS workflow bez potřeby další speciální skleněné aparatury.
Výhody:

• Minimalizuje kontaminaci GC-MS/MS systému a prodlužuje intervaly údržby
• Zrychluje rutinní analýzu a snižuje náklady na přípravu vzorků
• Zajišťuje spolehlivou kvantifikaci organochlorových pesticidů v tučných matricích

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj může zahrnovat:

• Automatizaci přípravy vzorků a integraci do robotických systémů
• Přenos na jiné složité matrice (maso, vejce, potravinářské oleje)
• Rozšíření aplikace na další perzistentní organické polutanty (PCB, organofosfáty)
• Optimalizaci pro vysoce citlivé detektory a alternativní chromatografické techniky

Závěr

Kombinace QuEChERS extrakce a EMR—Lipid čištění představuje efektivní, rychlý a spolehlivý přístup ke stanovení organochlorových pesticidů v plnotučném mléce.
Metoda dosahuje vysokých výtěžností, nízkých LOQ a významného snížení maticových interferencí, přičemž šetří čas i náklady na údržbu přístrojů.

Reference

1. European Commission, Health and Consumer Protection Directorate-General. Guidance Document on Analytical Quality Control and Validation Procedures for Pesticide Residues Analysis in Food and Feed, SANCO/11945/2015, 01 Jan 2016.
2. Gilbert-López B., García-Reyes J.F., Molina-Díaz A. Sample treatment and determination of pesticide residues in fatty vegetable matrices: A review. Talanta 2009;79:109-128.
3. United States Department of Agriculture Pesticide Data Program (USDA PDP) Annual Summary Report.