Oznaczanie zawartości foksymu w ryżu za pomocą systemu chromatografii cieczowej sprzężonej z tandemową spektrometrią mas Wayeal LCMS-TQ9200

Foksym, o wzorze chemicznym C12H15N2O3PS, jest syntetycznym insektycydem organofosforowym. Swoje działanie owadobójcze osiąga poprzez hamowanie aktywności cholinoesterazy u szkodników, zakłócając prawidłowe funkcjonowanie ich układu nerwowego i uniemożliwiając ich normalne czynności fizjologiczne. W porównaniu z innymi insektycydami, takimi jak pyretroidy i karbaminiany, foksym charakteryzuje się szerokim spektrum działania owadobójczego, doskonałą skutecznością w zwalczaniu larw motyli, umiarkowaną ceną i łatwością stosowania, co sprawia, że jest szeroko preferowany przez producentów rolnych. W praktycznym zastosowaniu foksym jest podatny na nadużywanie lub stosowanie poza zalecanym zakresem, co prowadzi do powszechnego problemu pozostałości pestycydów w produktach rolnych. Pozostałości pestycydów mogą prowadzić do licznych negatywnych skutków. Z jednej strony gromadzą się w organizmie człowieka poprzez łańcuch pokarmowy, potencjalnie powodując ostre zatrucia, uszkodzenia przewlekłe i inne nieprawidłowe reakcje fizjologiczne. Z drugiej strony, mogą przedostać się do środowiska poprzez drenaż z pól uprawnych, zwiększając stężenie składników pestycydów w środowisku, a tym samym pośrednio wpływając zarówno na środowisko, jak i na zdrowie ludzkie. W szczególności foksym stanowi potencjalne ryzyko dla wrażliwych populacji, takich jak dzieci i kobiety w ciąży. Jeśli te osoby spożyją nadmierne ilości foksymu lub zgromadzą jego wysokie poziomy w swoich organizmach, może to prowadzić do upośledzenia funkcji narządów i niekorzystnych skutków zdrowotnych. Dlatego też wykrywanie pozostałości pestycydów foksymu w produktach rolnych stało się niezbędnym i kluczowym elementem kontroli bezpieczeństwa żywności.

Eksperyment przeprowadzono zgodnie z normą krajową GB/T 20770-2008 „Oznaczanie pozostałości 486 pestycydów i powiązanych związków chemicznych w ziarnach metodą chromatografii cieczowej sprzężonej z tandemową spektrometrią mas”. Analizę zawartości foksymu w ryżu przeprowadzono przy użyciu systemu chromatografii cieczowej sprzężonej z tandemową spektrometrią mas Wayeal LCMS-TQ9200. Protokół ten jest wyposażony w system chromatografii cieczowej sprzężonej z tandemową spektrometrią mas Wayeal, który spełnia wymagania rutynowego wykrywania jakościowego i ilościowego badanych próbek.

Słowa kluczowe: Spektrometria mas z potrójnym kwadrupolem; Foksym; Pozostałości pestycydów.

1. Aparatura i odczynniki

1.1 Lista konfiguracji aparatury

Tabela 1 Lista konfiguracji aparatury

1.2 Odczynniki i wzorce

Tabela 2 Odczynniki i wzorce

1.3 Materiał eksperymentalny i sprzęt pomocniczy

Mieszadło vortex;

Wirówka wysokoobrotowa;

Waga analityczna.

2. Metoda eksperymentalna

2.1 Przygotowanie roztworów

2.1.1 Acetonitryl-kwas octowy (99+1, v/v): Odmierzyć 10 ml kwasu octowego i dodać do 990 ml acetonitrylu, a następnie dokładnie wymieszać.

2.1.2 Wodny roztwór mrówczanu amonu i kwasu mrówkowego (2 mmol/L): Odważyć 0,1261 g mrówczanu amonu, rozpuścić w i rozcieńczyć do 1000 ml wodnym roztworem kwasu mrówkowego 0,01%, a następnie dobrze wstrząsnąć do uzyskania jednorodności.

2.1.3 Roztwór mrówczanu amonu i kwasu mrówkowego w metanolu (2 mmol/L): Odważyć 0,1261 g mrówczanu amonu, rozpuścić w i rozcieńczyć do 1000 ml roztworem kwasu mrówkowego 0,01% w metanolu, a następnie dobrze wstrząsnąć do uzyskania jednorodności.

2.2 Przedobróbka próbki

Odważyć 5 g badanej próbki (z dokładnością do±0,01 g) do probówki wirówkowej o pojemności 50 ml. Dodać 10 ml wody, wymieszać vortexem do uzyskania jednorodności i odstawić na 30 minut. Dodać 15 ml roztworu acetonitryl-kwas octowy i jeden homogenizator ceramiczny, a następnie energicznie wstrząsać przez 1 minutę. Następnie dodać 6 g bezwodnego siarczanu magnezu i 1,5 g octanu sodu, energicznie wstrząsać przez kolejną 1 minutę, a następnie wirować przy 4200 obr/min przez 5 minut. Przenieść ilościowo supernatant do plastikowej probówki wirówkowej zawierającej środek suszący i materiały oczyszczające (stosując 150 mg bezwodnego siarczanu magnezu, 50 mg C18 i 50 mg PSA na mililitr ekstraktu). Wirować przy 4200 obr/min przez 5 minut, a następnie pobrać supernatant i przepuścić go przez membranę mikroporowatą w celu dalszego oznaczania.

2.3 Warunki eksperymentalne

2.3.1 Warunki chromatografii cieczowej

Kolumny chromatograficzne: C18 1,7μm 2,1x50 mm；

Faza ruchoma: Faza A: Roztwór mrówczanu amonu i kwasu mrówkowego w metanolu (2 mmol/L); Faza B: Wodny roztwór mrówczanu amonu i kwasu mrówkowego (2 mmol/L).

Szybkość przepływu: 0,3 ml/min;

Temperatura kolumny: 40°C;

Objętość wstrzyknięcia: 5 μL.

2.3.2 Warunki spektrometrii mas

Tabela 3 Parametry spektrometrii mas związku

Uwaga: Jon oznaczony gwiazdką (*) jest jonem ilościowym.

3. Wynik eksperymentu

3.1 Chromatogram wzorców

Oznaczanie foksymu zakończono w ciągu 6,5 minut. Jak pokazano na Rysunku 1, pik związku wykazuje dobre kształtowanie piku i zadowalającą odpowiedź, spełniając wymagania analizy eksperymentalnej.

Rys. 1 Chromatogram foksymu

3.2 Zakres liniowy

Pobrać odpowiednie objętości roztworu wzorca foksymu i seryjnie rozcieńczyć matrycą blankową, aby uzyskać stężenia 10, 5, 2, 1, 0,5, 0,1 i 0,05 ng/ml w celu przygotowania krzywej kalibracyjnej. Zakres liniowy ustalono od 0,05 do 10 ng/ml. Odchylenie wyników liniowego wykrywania od znanych stężeń mieściło się w maksymalnym dopuszczalnym odchyleniu. Współczynnik korelacji (R2) wynosił 0,99971, co wskazuje na doskonałą zależność liniową dla analitu.

Rys. 2 Krzywa wzorca foksymu

3.3 Powtarzalność

Roztwory foksymu o trzech stężeniach (0,5, 2 i 10 ng/ml) wstrzykiwano sześciokrotnie kolejno. Wyniki, jak pokazano w poniższej tabeli, wskazują, że względne odchylenia standardowe (RSD) dla wszystkich punktów danych przy wysokich, średnich i niskich stężeniach foksymu mieszczą się w granicach 5%, spełniając wymagania eksperymentalne.

Tabela 4 Test powtarzalności dla foksymu przy wysokich, średnich i niskich stężeniach

3.4 Odzysk po dodaniu

Roztwór wzorca foksymu dodano do próbki w celu uzyskania stężenia 4 ng/ml, a następnie próbkę analizowano metodą LC-MS. Wyniki pokazano na Rysunku 3. Średnia wartość z sześciu kolejnych wstrzyknięć wynosiła 4,194 ng/ml, ze RSD 4,623% i stopniem odzysku 104,85%, co spełnia wymagania eksperymentalne.

Rys. 3 Chromatogram odzysku po dodaniu foksymu

3.5 Pozostałość blankowa

Po ciągłym wstrzykiwaniu roztworu wzorca o stężeniu 10 ng/ml, następnie wstrzyknięto próbkę matrycy blankowej w celu oceny i obliczenia ewentualnej pozostałości blankowej. Wyniki pokazano na Rysunku 4, wskazując, że nie wykryto żadnej pozostałości blankowej.

Rys. 4 Chromatogram blankowy

3.6 Test próbki

Próbkę A przetworzono zgodnie z metodą przedobróbki opisaną w niniejszym protokole, a zmierzona zawartość foksymu w próbce A wynosiła 9,552μg/kg.

Rys. 5 Chromatogram foksymu w próbce A

4. Wniosek

Metoda ta wykorzystuje system chromatografii cieczowej sprzężonej z tandemową spektrometrią mas Wayeal LCMS-TQ9200 do oznaczania pozostałości foksymu w żywności pochodzenia roślinnego. 

Dane pokazują, że metoda ta daje dobre piki spektrometrii mas i brak ogonowania. Czułość spełnia wymagania eksperymentalne, z R2 większym niż 0,999. Powtarzalność przy wysokich, średnich i niskich stężeniach mieści się w granicach 5%, a stopień odzysku po dodaniu wynosi 104,85%. Po próbkach o wysokim stężeniu nie zaobserwowano przenoszenia systemowego. Wyniki te potwierdzają, że metoda ta, wyposażona w system chromatografii cieczowej sprzężonej z tandemową spektrometrią mas Wayeal, spełnia wymagania rutynowej analizy jakościowej i ilościowej badanych analitów w próbkach badanych.