Analysis of residual pesticides in Carrot Oleoresin using GCMS-TQ8040 NX and LCMS-8045

Význam tématu

Carrot oleoresin is a concentrated natural color additive used in food, cosmetics and nutraceuticals. During extraction from carrot powder or steam-distilled material, pesticide residues applied in agriculture can become enriched in the oleoresin. Reliable detection of these contaminants is vital for regulatory compliance and consumer safety.

Cíle a přehled studie

Tento vývojový projekt si klade za cíl navrhnout a ověřit citlivou a robustní metodu pro současné stanovení 72 pesticidů v komplexním matrice carrotoleoresinu. Využívá modifikovaný postup QuEChERS pro extrakci stopových hladin a dvojí analytickou techniku: GC-MS/MS na systému Shimadzu GCMS-TQ8040NX a LC-MS/MS na systému Shimadzu LCMS-8045.

Použitá metodika

Pro extrakci se uplatnil modifikovaný QuEChERS postup s acetonitrilem jako extrakčním činidlem a směsí NaCl a MgSO4 pro oddělení fází. Následná očista využila sorbenty PSA, C-18, GCB a anhydrátní MgSO4 k potlačení matricového rušení a dosažení nízkých LOQ. Extrakt byl dělen na dvě části: jedna pro GC-MS/MS byla rekonstituována v ethylacetátu, druhá pro LC-MS/MS v methanolu/vodě (70:30). Kalibrace probíhala maticově v rozsahu 1–200 µg/L (GC) a 0,5–100 µg/L (LC), s použitím sedmi replikovaných šarží při 10 a 25 µg/kg.

Použitá instrumentace

• GC-MS/MS: Shimadzu GCMS-TQ8040NX s AOC-20i+s, kolona SH-Rxi™-5Sil MS (30 m×0,25 mm, df=0,25 µm)
• LC-MS/MS: Shimadzu LCMS-8045 s Nexera X2, kolona Shim-pack™ Scepter (4,6 mm×100 mm, 5 µm)
• Databáze SmartPesticides Database Ver.2 a balíček LCMS Method Package Ver.3 pro zjednodušenou optimalizaci metod
• Software LabSolutions Insight™ pro vyhodnocení validačních parametrů

Hlavní výsledky a diskuse

Validace proběhla podle SMPR kritérií (recovery 60–120 %, RSDR ≤30 %, RSDr ≤20 %).

• LOQ 10 µg/kg na obou systémech pro 66 sloučenin, pouze flonicamid vyžadoval LOQ 25 µg/kg na LC-MS/MS.
• Linearity pro většinu látek dosahovala R2 > 0,98 a přesnost kalibračních křivek byla 80–120 %.
• Průměrné recoveries při LOQ úrovních se pohybovaly v rámci požadavků, pouze etoxazol a chlorfenapyr byly pod limitem, captan a jeho degradant THPI nebyly detekovány kvůli matricové interferenci.
• Metoda prokázala dostatečný potlačující efekt QuEChERS na rušivé matricové složky, přičemž analytické techniky zůstaly citlivé i po pětinásobném až patnáctinásobném zředění vzorků.

Přínosy a praktické využití metody

Navržená kombinace modifikovaného QuEChERS a tandemové hmotnostní spektrometrie nabízí:

• Rychlou a vysoce propustnou analýzu pro rozsáhlé monitorovací programy.
• Spolehlivou detekci stopových kontaminantů v náročných matricích.
• Možnost volby optimální techniky (GC-MS/MS vs. LC-MS/MS) na základě požadované LOQ pro jednotlivé pesticidy.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další směry rozvoje zahrnují integraci plně automatizovaných extrakčních linek, rozšíření metody na jiné typy rostlinných oleoresinů a aplikaci vysoce výkonného ne-cíleného screeningového přístupu. Významným trendem je také aplikace umělé inteligence pro zrychlení vyhodnocení dat.

Závěr

Modifikovaný QuEChERS postup v kombinaci se systémy GC-MS/MS a LC-MS/MS poskytuje robustní, citlivou a univerzální platformu pro sledování reziduí pesticidů v carotoleoresinu. Metoda splnila přísné požadavky přesnosti, opakovatelnosti a linearity a je vhodná pro rutinní QA/QC i výzkumné účely.

Reference

• Anastassiades M., Lehotay S.J., Štajnbaher D., Schenck F.J. Fast and Easy Multiresidue Method Employing Acetonitrile Extraction/Partitioning and “Dispersive Solid-Phase Extraction” for the Determination of Pesticide Residues in Produce. J. AOAC Int., 86 (2003) 412–431.
• Guidance Document on Analytical Quality Control and Method Validation Procedures for Pesticide Residues Analysis in Food and Feed. SANTE/12682/2019.