QuEChERS 분석법 및 가스 크로마토그래피-탠덤 질량분석법을 이용한 아보카도 품종의 45가지 살충제 측정

요약

본 프로토콜은 포름암모늄을 사용한 Qu ick-E asy-Cheap-E ffective-R ugged-S afe(QuEChERS) 분석법을 사용하여 아보카도 품종의 다등급 살충제 잔류물을 분석한 후 가스 크로마토그래피-탠덤 질량분석법을 설명합니다.

초록

가스 크로마토그래피(GC) 탠덤 질량분석법(MS/MS)은 식품의 잔류 농약 모니터링에 광범위하게 사용되는 탁월한 분석 기기입니다. 그럼에도 불구하고 이러한 분석법은 매트릭스 효과(ME)에 취약하며, 이는 분석물과 매트릭스의 특정 조합에 따라 정확한 정량화에 잠재적으로 영향을 미칠 수 있습니다. ME를 완화하기 위한 다양한 전략 중에서 매트릭스 일치 보정은 비용 효율성과 간단한 구현으로 인해 농약 잔류물 응용 분야에서 널리 사용되는 접근 방식을 나타냅니다. 이 연구에서는 포름암모늄 및 GC-MS/MS와 함께 Qu ick-E asy-Cheap-E ffective-R ugged-S afe(QuEChERS) 방법을 사용하여 세 가지 종류의 아보카도(즉, Criollo, Hass 및 Lorena)에서 총 45개의 대표적인 살충제를 분석했습니다.

이를 위해 아보카도 샘플 5g을 10mL의 아세토니트릴로 추출한 후 포름산암모늄 2.5g을 첨가하여 상 분리를 유도했습니다. 그 후, 상층액은 150mg의 무수 MgSO₄, 50mg의 1차-2차 아민, 50mg의 옥타데실실란, 10mg의 흑연화 카본 블랙 및 60mg의 지르코늄 산화물 기반 흡착제(Z-Sep+)를 사용하여 분산형 고체상 추출을 통해 세척 공정을 거쳤습니다. GC-MS/MS 분석은 25분 이내에 성공적으로 수행되었습니다. 방법의 성능을 평가하기 위해 엄격한 검증 실험이 수행되었습니다. 각 아보카도 품종에 대한 매트릭스 일치 보정 곡선을 검사한 결과, ME는 상대적으로 일관되게 유지되었으며 대부분의 살충제/품종 조합에서 20% 미만(부드러운 ME로 간주됨)으로 나타났습니다. 또한, 이 방법의 정량화 한계는 세 가지 품종 모두에 대해 5μg/kg 미만이었습니다. 마지막으로, 대부분의 살충제에 대한 회수 값은 허용 범위인 70-120% 내에 있었고 상대 표준 편차 값은 20% 미만이었습니다.

서문

화학 분석에서 매트릭스 효과(ME)는 다양한 방법으로 정의할 수 있지만, 널리 받아들여지는 일반적인 정의는 다음과 같습니다: 신호의 변화, 특히 특정 분석물의 분석 중에 샘플 매트릭스 또는 그 일부가 존재할 때 검량선의 기울기 변화를 나타냅니다. 중요한 측면으로, ME는 표적 분석물¹에 대한 정량 측정의 정확도에 직접적인 영향을 미치기 때문에 모든 분석 방법의 검증 과정에서 철저한 조사가 필요합니다. 이상적으로, 시료 전처리 절차는 시료 매트릭스에서 성분을 추출하지 않도록 충분히 선택적이어야 합니다. 그러나 상당한 노력에도 불구하고 이러한 매트릭스 구성 요소 중 다수는 대부분의 경우 여전히 최종 결정 시스템으로 끝납니다. 결과적으로, 이러한 매트릭스 구성 요소는 종종 복구 및 정밀도 값을 손상시키고, 추가 노이즈를 유발하며, 방법과 관련된 전체 비용과 노동력을 증가시킵니다.

가스 크로마토그래피(GC)에서 ME는 GC 시스템 내에 다양한 메커니즘을 통해 표적 분석물과 상호 작용하는 활성 부위의 존재로 인해 발생합니다. 한편으로, 매트릭스 성분은 표적 분석물과 상호 작용할 수 있는 이러한 활성 부위를 차단하거나 마스킹하여 빈번한 신호 향상을 초래합니다². 반면에....

프로토콜

1. 재고 및 작업 용액의 준비

알림: 안전상의 이유로 프로토콜 전반에 걸쳐 니트릴 장갑, 실험실 가운 및 보안경을 착용하는 것이 좋습니다.

1. 45가지 상업용 살충제 표준물질( 재료 표 참조) 각각의 개별 원액을 10mL 용량 플라스크의 아세토니트릴에서 약 1,000mg/L로 준비합니다.
2. 위의 개별 스톡 용액을 결합하여 25mL 용량 플라스크의 아세토니트릴에 400mg/L 스톡 용액을 준비합니다.
   참고: 이 혼합 솔루션은 복구 및 보정 실험을 위한 작업 솔루션을 준비하는 데 사용됩니다.
3. 10mL 용량 플라스크의 아세토니트릴에서 각각 750mg/L 및 1,050mg/L 농도의 atrazine-d₅ 및 triphenyl phosphate(TPP) 원액을 준비합니다. atrazine-d₅ 를 절차적 내부 표준물질(P-IS)로, TPP를 주입 내부 표준물질(I-IS)로 활용합니다.
   참고: 이상적인 시나리오는 각 특정 표적 분석물질에 대해 동위원소로 표지된 내부 표준물질을 활용하는 것입니다.
4. 10mL 용량 플라스크에 포름산(분해 방지용) 0.05%(v/v)를 함유한 아세토니....

토론

매트릭스 정합 교정과 관련된 주요 제한 사항은 블랭크 샘플을 교정 표준으로 사용하는 데서 발생합니다. 이로 인해 분석을 위해 처리해야 할 샘플의 수가 증가하고 각 분석 시퀀스에서 매트릭스 성분의 주입이 증가하여 잠재적으로 기기 유지 관리 요구가 높아질 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 이 전략은 각 샘플에 대해 보정 곡선을 수행해야 하기 때문에 주입할 샘플의 수가 훨씬 더 많은 표준.......

자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
3-Ethoxy-1,2-propanediol	Sigma Aldrich	260428-1G
Acetonitrile	Merk	1006652500
Ammonium formate	Sigma Aldrich	156264-1KG
AOAC 20i/s autosampler	Shimadzu	221-723115-58
Automatic shaker MX-T6-PRO	SCILOGEX	8.23222E+11
Balance	OHAUS	PA224
Centrifuge tubes, 15 mL	Nest	601002
Centrifuge tubes, 2 mL	Eppendorf	4610-1815
Centrifuge tubes, 50 mL	Nest	602002
Centrifuge Z206A	MERMLE	6019500118
Choper 2L	Oster	2114111
Column SH-Rxi-5sil MS, 30 m x 0.25 mm, 0.25 µm	Shimadzu	221-75954-30	MS GC column
Dispensette 5-50 mL	BRAND	4600361
DSC-18	Sigma Aldrich	52600-U
D-Sorbitol	Sigma Aldrich	240850-5G
Ethyl acetate	Merk	1313181212
GCMS-TQ8040	Shimadzu	211552
Graphitized carbon black	Sigma Aldrich	57210-U
Injection syringe	Shimadzu	LC2213461800
L-Gulonic acid γ-lactone	Sigma Aldrich	310301-5G
Linner splitless	Shimadzu	221-4887-02
Magnesium sulfate anhydrus	Sigma Aldrich	M7506-2KG
Methanol	Panreac	131091.12.12
Milli-Q ultrapure (type 1) water	Millipore	F4H4783518
Pipette tips 10 - 100 µL	Biologix	200010
Pipette tips 100 - 1000 µL	Brand	541287
Pipette tips 20 - 200 µL	Brand	732028
Pipettes Pasteur	NORMAX	5426023
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	SCILOGEX	7.12111E+11
Primary-secondary amine	Sigma Aldrich	52738-U
Shikimic acid	Sigma Aldrich	S5375-1G
Syringe Filter PTFE/L 25 mm, 0.45 µm	NORMAX	FE2545I
Triphenyl phosphate (QC)	Sigma Aldrich	241288-50G
Vials with fused-in insert	Sigma Aldrich	29398-U
Z-SEP+	Sigma Aldrich	55299-U	zirconium oxide-based sorbent
Pesticides			CAS registry number
4,4´-DDD	Sigma Aldrich	35486-250MG	72-54-8
4,4´-DDE	Sigma Aldrich	35487-100MG	72-55-9
4,4´-DDT	Sigma Aldrich	31041-100MG	50-29-3
Alachlor	Sigma Aldrich	45316-250MG	15972-60-8
Aldrin	Sigma Aldrich	36666-25MG	309-00-2
Atrazine	Sigma Aldrich	45330-250MG-R	1912-24-9
Atrazine-d5 (IS)	Sigma Aldrich	34053-10MG-R	163165-75-1
Buprofezin	Sigma Aldrich	37886-100MG	69327-76-0
Carbofuran	Sigma Aldrich	32056-250-MG	1563-66-2
Chlorpropham	Sigma Aldrich	45393-250MG	101-21-3
Chlorpyrifos	Sigma Aldrich	45395-100MG	2921-88-2
Chlorpyrifos-methyl	Sigma Aldrich	45396-250MG	5598-13-0
Deltamethrin	Sigma Aldrich	45423-250MG	52918-63-5
Dichloran	Sigma Aldrich	45435-250MG	99-30-9
Dichlorvos	Sigma Aldrich	45441-250MG	62-73-7
Dieldrin	Sigma Aldrich	33491-100MG-R	60-57-1
Diphenylamine	Sigma Aldrich	45456-250MG	122-39--4
Endosulfan A	Sigma Aldrich	32015-250MG	115-29-7
Endrin	Sigma Aldrich	32014-250MG	72-20-8
EPN	Sigma Aldrich	36503-100MG	2104-64-5
Esfenvalerate	Sigma Aldrich	46277-100MG	66230-04-4
Ethion	Sigma Aldrich	45477-250MG	563-12-2
Fenamiphos	Sigma Aldrich	45483-250MG	22224-92-6
Fenitrothion	Sigma Aldrich	45487-250MG	122-14-5
Fenthion	Sigma Aldrich	36552-250MG	55-38-9
Fenvalerate	Sigma Aldrich	45495-250MG	51630-58-1
HCB	Sigma Aldrich	45522-250MG	118-74-1
Iprodione	Sigma Aldrich	36132-100MG	36734-19-7
Lindane	Sigma Aldrich	45548-250MG	58-89-9
Malathion	Sigma Aldrich	36143-100MG	121-75-5
Metalaxyl	Sigma Aldrich	32012-100MG	57837-19-1
Methidathion	Sigma Aldrich	36158-100MG	950-37-8
Myclobutanil	Sigma Aldrich	34360-100MG	88671-89-0
Oxyfluorfen	Sigma Aldrich	35031-100MG	42874-03-3
Parathion-methyl	Sigma Aldrich	36187-100MG	298-00-0
Penconazol	Sigma Aldrich	36189-100MG	66246-88-6
Pirimiphos-methyl	Sigma Aldrich	32058-250MG	29232-93-7
Propiconazole	Sigma Aldrich	45642-250MG	60207-90-1
Propoxur	Sigma Aldrich	45644-250MG	114-26-1
Propyzamide	Sigma Aldrich	45645-250MG	23850-58-5
Pyriproxifen	Sigma Aldrich	34174-100MG	95737-68-1
Tolclofos-methyl	Sigma Aldrich	31209-250MG	5701804-9
Triadimefon	Sigma Aldrich	45693-250MG	43121-43-3
Triflumizole	Sigma Aldrich	32611-100MG	68694-11-1
α-HCH	Sigma Aldrich	33377-50MG	319-86-8
β-HCH	Sigma Aldrich	33376-100MG	319-85-7