ギ酸アンモニウムを用いた改変QuEChERS法による土壌試料中の有機塩素系農薬の分析

要約

本プロトコルは、土壌サンプル中の有機塩素系農薬残留物の測定を成功させるために、QuEChERSの相分配にギ酸アンモニウムを利用する方法をガスクロマトグラフィー質量分析とともに説明しています。

要約

現在、QuEChERSメソッドは、公式および非公式の両方のラボで、さまざまなマトリックスの残留農薬を分析するために世界中で最も広く使用されているサンプル調製プロトコルを表しています。ギ酸アンモニウムを使用するQuEChERS法は、オリジナルおよび2つの公式バージョンと比較して有利であることが以前に証明されています。一方では、サンプル1グラム当たり0.5gのギ酸アンモニウムを添加するだけで、相分離を誘導し、良好な分析性能を達成するのに十分である。一方、ギ酸アンモニウムは、日常的な分析におけるメンテナンスの必要性を低減します。ここでは、ギ酸アンモニウムを用いた修飾QuEChERS法を農業土壌中の有機塩素系農薬(OCP)残留物の同時分析に適用した。具体的には、試料10gを水10mLで水和した後、アセトニトリル10mLで抽出した。次に、5gのギ酸アンモニウムを用いて相分離を行った。遠心分離後、上清を無水硫酸マグネシウム、1級-2級アミン、およびオクタデシルシランによる分散固相抽出クリーンアップ工程に供した。分析技術としてガスクロマトグラフィー-質量分析法を使用した。ギ酸アンモニウムを用いたQuEChERS法は、土壌サンプルからOCP残留物を抽出するための成功した代替手段として実証されています。

概要

食糧生産を増やす必要性は、過去数十年にわたって世界中で農薬の集中的かつ広範な使用につながりました。農薬は害虫から作物を保護し、作物の収量を増やすために作物に適用されますが、それらの残留物は通常、土壌環境、特に農業地域に行き着きます¹。さらに、有機塩素系農薬(OCP)などの一部の農薬は非常に安定した構造をしているため、残留物は分解しにくく、土壌中に長期間存続します²。一般に、土壌は、特に有機物の含有量が高い場合、残留農薬を蓄積する能力が高い^3。その結果、土壌は残留農薬によって最も汚染された環境区画の1つです。一例として、これまでの完全な研究の1つでは、欧州連合全土からの317の農業土壌の83%が1つ以上の残留農薬で汚染されていることがわかりました⁴。

残留農薬による土壌汚染は、残留物の毒性が高いため、食物連鎖を通じて非標的種、土壌機能、および消費者の健康に影響を与える可能性があります^5,6。したがって、土壌中の残留農薬の評価は、特に農薬の使用に関する厳格な規制がないため、開発途上国において、環境と人間の健康への潜在的な悪影響を評価するために不可欠です

プロトコル

1.原液の調製

注意: プロトコル全体を通して、ニトリル手袋、白衣、および安全メガネを着用することをお勧めします。

1. 25 mLメスフラスコ内のヘキサン:トルエン(1:1)溶液2,000 mg/LのOCP( 材料表を参照)の市販ミックスから、400 mg/Lのアセトン溶液を準備します。 表 1 に、選択した各 OCP を示します。
2. その後のストック溶液を10 mLメスフラスコに50 mg/L、1 mg/L、および0.08 mg/Lの濃度でアセトンで調製し、-18°Cの琥珀色のガラスバイアルに保管します。
   注:作業全体で同じソリューションを使用できますが、使用するたびにこれらの条件下で保管することが重要です。
3. 市販の標準物質である4,4'-DDE-d8から20 mg/Lおよび0.4 mg/Lの濃度のアセトン溶液に、10 mLメスフラスコ中のアセトン溶液100 mg/Lで調製し、-18°Cの琥珀色のガラスバイアルに保管します。 内部標準 (IS) として 4,4'-DDE-d8 を使用します。

2. サンプル収集

1. ガラス容器に農業用土壌の上部10 cmの層を約0.5 kg集めます。この研究の土壌対....

結果

分析方法の完全な検証は、直線性、マトリックス効果、回復率、および再現性の観点から実行されました。

直線性評価には、6つの濃度レベル(5 μg/kg、10 μg/kg、50 μg/kg、100 μg/kg、200 μg/kg、および400 μg/kg)のスパイクブランクサンプルを使用したマトリックスマッチング検量線を使用しました。決定係数(^R2)は、すべてのOCPで0.99以上でした。最低校正レベル(LCL)は5 ?.......

ディスカッション

QuEChERS法の元の⁹と2つの公式バージョン^13,14は、硫酸マグネシウムを塩化ナトリウム、酢酸塩、またはクエン酸塩と一緒に使用して、抽出中のアセトニトリル/水混合物の分離を促進します。ただし、これらの塩は質量分析(MS)ソースの表面に固体として堆積する傾向があり、液体クロマトグラフィー(LC)-MSベースの方法のメンテナン?.......

資料

Name	Company	Catalog Number	Comments
15 mL disposable glass conical centrifuge tubes	PYREX	99502-15
2 mL centrifuge tubes	Eppendorf	30120094
50 mL centrifuge tubes with screw caps	VWR	21008-169
5977B mass-selective detector	Agilent Technologies	1617R019
7820A gas chromatography system	Agilent Technologies	16162016
Acetone	Supelco	1006582500
Acetonitrile	VWR	83642320
Ammonium formate	VWR	21254260
Automatic shaker KS 3000 i control	IKA	3940000
Balance	Sartorius Lab Instruments Gmbh & Co	ENTRIS224I-1S
Bondesil-C18, 40 µm	Agilent Technologies	12213012
Bondesil-PSA, 40 µm	Agilent Technologies	12213024
Cyclohexane	VWR	85385320
EPA TCL pesticides mix	Sigma Aldrich	48913
Ethyl acetate	Supelco	1036492500
G4567A automatic sampler	Agilent Technologies	19490057
HP-5ms Ultra Inert (5%-phenyl)-methylpolysiloxane 30 m x 250 µm x 0.25 µm column	Agilent Technologies	19091S-433UI
Magnesium sulfate monohydrate	Sigma Aldrich	434183-1KG
Mega Star 3.R centrifuge	VWR	521-1752
Milli-Q gradient A10	Millipore	RR400Q101
p,p'-DDE-d8	Dr Ehrenstorfer	DRE-XA12041100AC
Pipette tips 2 - 200 µL	BRAND	732008
Pipette tips 5 mL	BRAND	702595
Pipette tips 50 - 1000 uL	BRAND	732012
Pippette Transferpette S variabel 10 - 100 µL	BRAND	704774
Pippette Transferpette S variabel 100 - 1000 µL	BRAND	704780
Pippette Transferpette S variabel 20 - 200 µL	BRAND	704778
Pippette Transferpette S variabel 500 - 5000 µL	BRAND	704782
Vials with fused-in insert	Sigma Aldrich	29398-U
OCPs		CAS registry number
α-BHC		319-84-6
β-BHC		319-85-7
Lindane		58-89-9
δ-BHC		319-86-8
Heptachlor		76-44-8
Aldrin		309-00-2
Heptachlor epoxide		1024-57-3
α-Endosulfan		959-98-8
4,4'-DDE-d8 (IS)		93952-19-3
4,4'-DDE		72-55-9
Dieldrin		60-57-1
Endrin		72-20-8
β-Endosulfan		33213-65-9
4,4'-DDD		72-54-8
Endosulfan sulfate		1031-07-8
4,4'-DDT		50-29-3
Endrin ketone		53494-70-5
Methoxychlor		72-43-5