Summary
Denne protokollen beskriver bruken av ammoniumformat for fasepartisjonering i QuEChERS, sammen med gasskromatografi-massespektrometri, for å kunne bestemme organoklorinrester av plantevernmidler i en jordprøve.
Abstract
For tiden representerer QuEChERS-metoden den mest brukte prøveprepareringsprotokollen over hele verden for å analysere rester av plantevernmidler i et bredt utvalg av matriser både i offisielle og ikke-offisielle laboratorier. QuEChERS-metoden ved bruk av ammoniumformat har tidligere vist seg å være fordelaktig sammenlignet med den opprinnelige og de to offisielle versjonene. På den ene siden er den enkle tilsetningen av 0,5 g ammoniumformat per gram prøve tilstrekkelig til å indusere faseseparasjon og oppnå god analytisk ytelse. På den annen side reduserer ammoniumformat behovet for vedlikehold i rutineanalyser. Her ble en modifisert QuEChERS-metode ved bruk av ammoniumformat brukt for samtidig analyse av organoklorpesticid (OCP) rester i landbruksjord. Nærmere bestemt ble 10 g av prøven hydrert med 10 ml vann og deretter ekstrahert med 10 ml acetonitril. Deretter ble faseseparasjon utført ved bruk av 5 g ammoniumformat. Etter sentrifugering ble supernatanten utsatt for et dispersivt fastfaseekstraksjonsoppryddingstrinn med vannfritt magnesiumsulfat, primær-sekundært amin og oktadecylsilan. Gasskromatografi-massespektrometri ble brukt som analyseteknikk. QuEChERS-metoden ved bruk av ammoniumformat er demonstrert som et vellykket alternativ for utvinning av OCP-rester fra en jordprøve.
Introduction
Behovet for å øke matproduksjonen har ført til intensiv og utbredt bruk av plantevernmidler over hele verden de siste tiårene. Pesticider påføres avlingene for å beskytte dem mot og øke avlingene, men deres rester havner vanligvis i jordmiljøet, spesielt i landbruksområder1. Videre har noen plantevernmidler, som organoklorinpesticider (OCP), en meget stabil struktur, slik at deres rester ikke brytes ned lett og vedvarer i jorden i lang tid2. Generelt har jorda en høy kapasitet til å akkumulere rester av plantevernmidler, spesielt når den har et høyt innhold avorganisk materiale. Som et resultat er jorda et av miljøkamrene som er mest forurenset av rester av plantevernmidler. Som et eksempel fant en av de komplette studiene til dags dato at 83% av 317 landbruksjord fra hele EU var forurenset med en eller flere rester av plantevernmidler4.
Jordforurensning av plantevernmiddelrester kan påvirke ikke-målarter, jordfunksjon og forbrukerhelse gjennom næringskjeden på grunn av den høye toksisiteten til restene 5,6. Evaluering av rester av plantevernmidler i jord er derfor avgjørende for å vurdere deres potensielle negative effekter på miljøet og menneskers helse, særlig i utviklingsland på grunn av mangel på strenge regler for bruk av plantevernmidler7. Dette gjør analyse av flere rester av plantevernmidler stadig viktigere. Den raske og nøyaktige analysen av plantevernmiddelrester i jord er imidlertid en vanskelig utfordring på grunn av det store antallet forstyrrende stoffer, samt det lave konsentrasjonsnivået og de forskjellige fysisk-kjemiske egenskapene til disseanalyttene.
Av alle analysemetodene for rester av plantevernmidler har QuEChERS-metoden blitt det raskeste, enkleste, billigste, mest effektive, robuste og sikreste alternativet8. QuEChERS-metoden innebærer to trinn. I det første trinnet utføres en mikroskala ekstraksjon basert på partisjonering via salting mellom et vandig og et acetonitrillag. I det andre trinnet utføres en rengjøringsprosess ved bruk av en dispersiv fastfaseekstraksjon (dSPE); Denne teknikken bruker små mengder av flere kombinasjoner av porøse sorbenter for å fjerne matriksforstyrrende komponenter og overvinner ulempene ved konvensjonell SPE9. Derfor er QuEChERS en miljøvennlig tilnærming med lite løsemiddel / kjemikalier som går til spille som gir svært nøyaktige resultater og minimerer potensielle kilder til tilfeldige og systematiske feil. Faktisk har det blitt brukt med hell for rutinemessig analyse av hundrevis av plantevernmidler, med sterk anvendelighet i nesten alle typer miljø-, agri-food og biologiske prøver 8,10. Dette arbeidet tar sikte på å anvende og validere en ny modifikasjon av QuEChERS-metoden som tidligere ble utviklet og koblet til GC-MS for å analysere OCP-er i landbruksjord.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Utarbeidelse av stamløsningene
MERK: Det anbefales å bruke nitrilhansker, laboratoriefrakk og vernebriller under hele protokollen.
- Klargjør en stamløsning i aceton ved 400 mg / L fra en kommersiell blanding av OCPs (se materialtabell) ved 2000 mg / L i heksan: toluen (1: 1) i en 25 ml volumetrisk kolbe. Tabell 1 viser hver av de valgte OCP-ene.
- Tilbered de påfølgende stamløsningene i aceton i konsentrasjoner på 50 mg/l, 1 mg/l og 0,08 mg/l i 10 ml volumetriske kolber, og oppbevar dem i hetteglass av gult glass ved −18 °C.
MERK: De samme løsningene kan brukes under hele arbeidet, men det er viktig å oppbevare dem under disse forholdene like etter hver bruk. - Klargjør stamløsningene i aceton i konsentrasjoner på 20 mg/l og 0,4 mg/l fra en kommersiell standard på 4,4'-DDE-d8 ved 100 mg/L i aceton i 10 ml volumetriske kolber, og oppbevares i hetteglass av gult glass ved −18 °C. Bruk 4,4'-DDE-d8 som en intern standard (IS).
2. Eksempel på innsamling
- Samle ca 0,5 kg av det øvre 10 cm laget av en landbruksjord i en glassbeholder. Jordobjektet i denne studien ble samlet inn i en tradisjonell landbrukssone av potetavlinger.
MERK: Overflateprøvetaking med slikkepott ble utført. Jordens dybde kan imidlertid påvirke dens fysisk-kjemiske egenskaper. Derfor, hvis innholdet av organisk karbon varierer med dybden, er det nødvendig å ta prøver på forskjellige dybder. - Ta jordprøven til laboratoriet, sikt den med en sil på 1 mm diameter, og oppbevar den til analysen ved 4 °C i en gul glassbeholder.
MERK: Den samme jordprøven kan brukes gjennom hele arbeidet, men det er viktig å lagre den under disse forholdene like etter hver bruk.
3. Prøvepreparering via den modifiserte QuEChERS-metoden ved bruk av ammoniumformate
MERK: Figur 1 viser en skjematisk fremstilling av den modifiserte QuEChERS-metoden.
- Vei 10 g av jordprøven i et 50 ml sentrifugerør, og tilsett 50 μL av IS-oppløsningen ved 20 mg/L for å gi 100 μg/kg. For gjenopprettingsformål, legg også til plantevernmiddeloppløsningene fremstilt i trinn 1.2 for å gi 10 μg / kg, 50 μg / kg og 200 μg / kg (n = 3 hver).
- Rist røret med en virvel i 30 s for bedre å integrere piggen i prøven.
- Tilsett 10 ml vann. Rist røret med en automatisert shaker ved 10 x g i 5 minutter.
- Tilsett 10 ml acetonitril. Rist røret igjen ved 10 x g i 5 minutter.
- Tilsett 5 g ammoniumformat (se materialtabell), rist røret kraftig i 1 minutt for hånd og sentrifuger ved 1 800 x g i 5 minutter.
- Overfør 1 ml av acetonitrilekstraktet til et 2 ml sentrifugerør som inneholder 150 mg vannfri MgSO4, 50 mg primær-sekundært amin (PSA) og 50 mg octadecylsilane (C18) (se materialtabell) for oppryddingsformål ved dispersiv-fast faseekstraksjon (d-SPE)8, virvel i 30 s og sentrifuge ved 1,800 x g i 5 minutter.
- Overfør 200 μL av ekstraktet til et passende merket autosampler hetteglass med en 300 μL smeltet innsats, og utfør en instrumentell analyse ved hjelp av et GC-MS-system (trinn 4).
MERK: Kalibrering med matriksmatch utføres ved å følge de samme trinnene som tidligere ved bruk av blanke ekstrakter, men 5 ml av supernatanten rengjøres i 15 ml rør i d-SPE-trinnet (trinn 3.6) og pigg- og IS-løsningene legges ikke til før trinn 3.7. Tilsett kalibreringsstandardløsningene i hetteglassene med automatisk prøvetaker for å gi 5 μg/kg, 10 μg/kg, 50 μg/kg, 100 μg/kg, 200 μg/kg og 400 μg/kg, fordamp til tørrhet og tilsett 200 μL av matriksekstraktene.
4. Instrumentell analyse av GC-MS
- Utfør GC-MS-analysene ved hjelp av et GC-MS-system med et enkelt kvadrupolmassespektrometer og et elektronioniseringsgrensesnitt (-70 eV) (se materialtabell).
- Sett MS overføringslinje på 280 °C og ionekilden på 230 °C.
- Bruk en 5%-fenyl-metylpolysiloksan 30 m x 250 μm x 0,25 μm kolonne (se tabell over materialer) og ultrahøy renhet He som bærergass ved en konstant strømningshastighet på 1,2 ml / min.
- Oppretthold GC-ovnen ved 60 °C først i 2 minutter, og skru deretter opp temperaturen til 160 °C ved 25 °C/min, og hold i 1 min. Øk deretter temperaturen til 175 °C ved 15 °C/min, og hold den i 3 min. Øk deretter til 220 °C ved 40 °C/min, og hold i 3 min. Igjen, øk til 250 °C ved 30 °C/min, og hold i 2 min. Til slutt, ta temperaturen til 310 °C ved 30 °C/min, og hold i 2 min. Den totale analysetiden er 22.125 min.
- Utfør en full autotune og en luft- og vannkontroll av MS før hver sekvens.
- Åpne MassHunter-anskaffelsesprogramvaren som styrer alle parametrene til GC-MS-systemet.
MERK: Instrumentsystemet inkluderer MassHunter-anskaffelsesprogramvaren som standard. - Åpne alternativet "Vis" på verktøylinjen, og klikk på Vakuumkontroll, klikk på Tune, og klikk på Autotune. Autotune avsluttes etter noen minutter.
- Åpne alternativet "Vis", og klikk på Instrumentkontroll.
- Klikk på Ja, og lagre den nye melodifilen for autotune.
- Åpne alternativet "Vis" på verktøylinjen, og klikk på Vakuumkontroll, klikk på Tune igjen, og klikk på Air & Water-sjekk. Luft- og vannkontrollen avsluttes etter noen sekunder.
- Åpne alternativet "Vis", og klikk på Instrumentkontroll.
- Klikk på Ja, og lagre den nye innstillingsfilen for luft- og vannkontroll.
- Åpne MassHunter-anskaffelsesprogramvaren som styrer alle parametrene til GC-MS-systemet.
- Utfør injeksjonen med en automatisk prøvetaker (se tabell over materialer) ved 280 °C i delt modus, og hold injeksjonsvolumet 1,5 μL. Etter 0,75 min av injeksjonen, åpne splitten med en strømningshastighet på 40 ml/min.
MERK: Mellom injeksjonene må 10 μL-sprøyten vaskes tre ganger med etylacetat og tre ganger med cykloheksan. Alle injeksjonene er i duplikat. - Analyser analyttene i valgt ionovervåkingsmodus (SIM). Dette er standardmodusen som brukes i MS-systemer med en enkelt quadrupole.
MERK: Tabell 1 viser retensjonstidene (min) og kvantifiseringsparametrene basert på bruk av en kvantifisering og to identifikasjonsioner for OCP-ene og IS. Den kvantitative analysen er basert på forholdet mellom topparealet av kvantifiseringsionen og ionet av IS.
5. Datainnsamling
- Åpne MassHunter-anskaffelsesprogramvaren som styrer alle parametrene til GC-MS-systemet.
- Åpne alternativet "Sekvens" på verktøylinjen, og rediger sekvensen, inkludert prøvenavnet, hetteglassnummeret, antall injeksjoner, instrumentmetoden og navnet på filen som skal genereres. Legg til så mange rader som nødvendig.
- Klikk på OK, og lagre den nye sekvensen.
- Åpne alternativet "Sekvens" på verktøylinjen igjen, og klikk på Kjør sekvens i rullegardinmenyen. Et nytt vindu åpnes for å bekrefte injeksjonsmetoden og mappen der prøvene skal lagres. Klikk på Kjør sekvens igjen, og injeksjonen vil begynne.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Den fullstendige valideringen av analysemetoden ble utført med hensyn til linearitet, matriseeffekter, gjenoppretting og repeterbarhet.
Matriksmatchede kalibreringskurver med piggede blanke prøver ved seks konsentrasjonsnivåer (5 μg/kg, 10 μg/kg, 50 μg/kg, 100 μg/kg, 200 μg/kg og 400 μg/kg) ble brukt til linearitetsvurderingen. Determinasjonskoeffisientene (R2) var høyere enn eller lik 0,99 for alle OCP-ene. Det laveste kalibreringsnivået (LCL) ble satt til 5 μg/kg, som oppfyller den maksimalt tillatte grensen fastsatt til 10 μg/kg for overvåkingsformål i næringsmiddelapplikasjoner11.
Matriseeffektvurderingen ble utført ved å sammenligne hellingene til OCP-kalibreringskurvene i rent løsningsmiddel og de matriksmatchede kalibreringskurvene. Matriseeffekten ble beregnet ved hjelp av følgende ligning12:
Matriseeffekt (%) = (helning av den matriksmatchede kalibreringskurven − hellingen til den rene løsningsmiddelbaserte kalibreringskurven)/(helningen til den rene løsningsmiddelbaserte kalibreringskurven) × 100.
Figur 2 viser matriseeffektfordelingene for OCP-ene som ble studert ved å bruke en modifisert QuEChERS-metode ved bruk av ammoniumformat på jordprøver. Positive matriseeffektprosenter tilsvarer en signalforbedring, mens negative prosenter betyr at det er signalundertrykkelse. Spesielt tilsvarer (1) verdier som varierer mellom -20% og 20% en myk matriseeffekt; (2) verdier som varierer mellom -20% og -50% eller mellom 20% og 50% tilsvarer en middels matriseeffekt; (3) og verdier høyere enn 50% eller lavere enn -50% betyr at det er en sterk matriseeffekt. Som observert led flere OCP-er myke eller middels matriseeffekter, mens færre OCP-er led sterke matriseeffekter.
Gjenvinning og repeterbarhet ble evaluert ved å skyte blanke prøver med plantevernmidler ved tre konsentrasjonsnivåer (10 μg / kg, 50 μg / kg og 200 μg / kg). Figur 3 viser de samlede restitusjonsverdiene og relative standardavviksverdiene (RSD) for alle plantevernmidler og piggnivåer (n = 9). Som det kan observeres, presenterte det store flertallet av de studerte OCPene gjennomsnittlige utvinningsprosenter i området 70% -120%, med RSDs lavere enn 20%, unntatt heptachlor, endrin og β-endosulfan, noe som ga litt høyere gjennomsnittlige utvinninger.
Figur 1: Representasjon av den modifiserte QuEChERS-metoden ved bruk av ammoniumformat for å trekke ut rester av plantevernmidler fra jordprøven. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 2: Fordeling av matriseeffektene versus retensjonstider (min) for de 17 OCP-ene. En myk matriseeffekt tilsvarer verdier mellom −20 % og 20 %; en middels matriseeffekt tilsvarer verdier som varierer mellom −20 % og −50 % eller mellom 20 % og 50 %; En sterk matriseeffekt tilsvarer verdier som er større enn 50% eller mindre enn -50%. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 3: Gjennomsnittlig gjenvinning for de 17 OCP-ene etter å ha økt 10 μg/kg, 50 μg/kg og 200 μg/kg (n = 9) i jordprøven. Antall analytter innenfor området akseptabel restitusjon (70%-120 %) og RSD (<20 %) er oppgitt, sammen med de som er merket utenfor dette området. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
| Analytt | Oppbevaringstid (min.) | Kvantifikator ion | Kvalifisering ion 1 | Kvalifisering ion 2 |
| α-BHC | 11.35 | 181 | 219 | 111 |
| β-BHC | 11.90 | 181 | 219 | 109 |
| Lindan | 12.01 | 181 | 183 | 219 |
| δ-BHC | 12.39 | 181 | 219 | 111 |
| Heptaklor | 13.24 | 272 | 100 | 274 |
| Aldrin | 13.94 | 263 | 66 | 265 |
| Heptaklorepoksid | 14.86 | 353 | 355 | 81 |
| α-Endosulfan | 15.71 | 241 | 239 | 195 |
| 4,4'-DDE-d8 (IS) | 16.09 | 254 | 184 | 326 |
| 4,4'-DDE | 16.12 | 246 | 318 | 248 |
| Dieldrin | 16.18 | 79 | 263 | 81 |
| Endrin | 16.57 | 263 | 317 | 345 |
| β-Endosulfan | 16.73 | 195 | 241 | 159 |
| 4,4'-DDD | 16.89 | 235 | 237 | 165 |
| Endosulfansulfat | 17.61 | 387 | 227 | 272 |
| 4,4'-DDT | 17.65 | 235 | 237 | 165 |
| Endrin keton | 18.64 | 317 | 67 | 315 |
| Metoksyklor | 18.86 | 227 | 228 | 212 |
Tabell 1: Retensjonstider (min) og kvantifiseringsparametere for GC-MS-analysen av OCP-ene. Alfa-benzenheksaklorid (α-BHC); beta-benzenheksaklorid (β-BHC); lindan; delta-benzenheksaklorid (δ-BHC); heptaklor; Aldrin; heptaklor epoksyd; α-endosulfan; 4,4'-diklordifenyldikloretylen-d8 (4,4'-DDE-d8) (IS); 4,4'-diklordifenyldikloretylen (4,4'-DDE); Dieldrin; Endrin; β-endosulfan; 4,4'-diklordifenyldikloretan (4,4'-DDD); endosulfan sulfat; 4,4'-diklordifenyltrikloretan (4,4'-DDT); Endrin keton; metoksyklor.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Den opprinnelige9 og de to offisielle versjonene13,14 av QuEChERS-metoden bruker magnesiumsulfat sammen med natriumklorid, acetat eller sitratsalter for å fremme separasjon av acetonitril / vannblanding under ekstraksjon. Imidlertid har disse saltene en tendens til å bli avsatt som faste stoffer på overflatene i massespektrometri (MS) -kilden, noe som medfører behovet for økt vedlikehold av væskekromatografi (LC) -MS-baserte metoder. Når det gjelder å overvinne disse ulempene, rapporterte González-Curbelo et al.15 at det mer flyktige ammoniumformatet fungerte bra for å indusere faseseparasjon og ekstraksjon av plantevernmiddelrester for både LC- og GC-tandem massespektrometri (MS / MS). Senere studier har også brukt 0,5 g ammoniumformat per gram prøve for å trekke ut rester av plantevernmidler fra forskjellige komplekse matriser16,17,18,19. I tillegg har bruken av ammoniumformat vist seg å gi lavere mengder samekstrahert materiale20, noe som rettferdiggjør bruken av GC-MS-baserte metoder. Denne studien rapporterer for første gang denne versjonen for å analysere rester av plantevernmidler i jord21.
GC-analysen av rester av plantevernmidler i komplekse matriser som jord har noen begrensninger på grunn av virkningen av de koekstraherte matrisekomponentene på den instrumentelle responsen til plantevernmidlene, noe som forårsaker unøyaktig bestemmelse og lavere følsomhet22,23. Derfor er det gjort flere forbedringer for å minimere matriseeffekten, inkludert optimalisert oppryddingstrinn21. Likevel finner matriseeffekten fortsatt sted og bør korrigeres så mye som mulig. I denne forstand har matrisematchet kalibrering vært den viktigste tilnærmingen som brukes fordi det er veldig praktisk for å kompensere for forbedring av kromatografisk signal med hensyn til rene løsningsmidler24. I denne studien ble linearitet således evaluert ved å bygge kalibreringskurvene i ren acetonitril og ved bruk av jordekstrakter, og R2-verdier høyere enn eller lik 0,99 for alle OCP-ene ble oppnådd ved bruk av begge tilnærminger. Når begge kalibreringskurvene ble sammenlignet, ble det imidlertid funnet betydelige matriseeffekter i området -49% til 191% (figur 2). Selv om antall plantevernmidler som hadde en sterk matriseeffekt bare var 3 av 17 (endrin, endrin kemon og metoksyklor), ble etterfølgende studier utført ved hjelp av matrisematchede kalibreringskurver for å kompensere for matriseeffektene i større grad.
Det er ikke fastsatt maksimumsgrenser for restmengder (MRL) for rester av plantevernmidler i jord, men det ble satt en LCL på 5 μg/kg for alle OCP-ene, som er lavere enn den svært krevende standarden MRL satt til 10 μg/kg i henhold til internasjonal lovgivning for analyse av rester av plantevernmidler i landbruksmatvarer (forordning 396/2005)11. I tillegg ga LCL på 5 μg/kg et signal-til-støy-forhold (S/N) på rundt 10 for alle OCP-ene. Den høye følsomheten til denne metoden ligner eller enda bedre enn den som er oppnådd i andre studier som også har analysert OCPer i jord ved hjelp av QuEChERS-metoden etterfulgt av GC-MS. For eksempel ble 34 OCP-er i en studie analysert ved hjelp av den offisielle versjonen av QuEChERS-metoden som bruker en citratbuffer, og kvantifiseringsgrensene (LOQs) var lik eller høyere enn 7 μg / kg25. Spesielt var LOQ-verdiene for α-BHC, β-BHC, lindan og δ-BHC mellom 206 μg / kg og 384 μg / kg. I et annet arbeid ble lindan og dieldrin analysert ved hjelp av samme versjon av QuEChERS-metoden, og LOQ-verdier på henholdsvis 42 μg / kg og 292 μg / kg ble oppnådd, henholdsvis26. På samme måte bestemte et annet forskningsarbeid også aldrin og heptaklor ved bruk av QuEChERS og GC-MS, med LOQ-verdier på henholdsvis 13 og 23 μg / kg, henholdsvis27.
Restitusjons- og reproduserbarhetsvurderingen ble utviklet ved tre konsentrasjonsnivåer (lav, middels og høy) i tre eksemplarer (n = 9). For dette formålet ble de totale utvinningsverdiene bestemt ved å sammenligne toppareal / IS (4,4'-DDE-d8) topparealforhold oppnådd fra jordprøvene som ble pigget i begynnelsen av anvendelsen av QuEChERS-metoden ved bruk av ammoniumformat med kalibrering med matrisematchet. I alle tilfeller ble hver replikasjon injisert to ganger i samme rekkefølge. Det skal bemerkes at bruk av en IS, en isotopisk merket standard, gjør det mulig å kompensere for mulige tap av plantevernmidler som finner sted under hele prosedyren, samt matriseeffekten og / eller mulig variabilitet i instrumentet. Ifølge resultatene oppfylte de fleste plantevernmidler akseptabilitetskriteriene på 70% -120% utvinningsverdier med RSD ≤20% på hvert spiking nivå28, som demonstrerte effektiviteten og repeterbarheten av metoden. Likevel var de totale utvinningsverdiene (n = 9) litt høyere enn 120 % for heptaklor (122 %), endrin (121 %) og β-endosulfan (130 %), selv om de var konsistente (RSD <13 %). I denne forstand, med tanke på de samlede utvinningsverdiene på tre spiking nivåer, er det etablert et akseptabilitetskriterium på 30% -140% med RSD-verdier ≤20%28.
Avslutningsvis kan QuEChERS-metoden ved bruk av ammoniumformat kombinert med GC-MS med hell bestemme OCP-er i landbruksjordprøver. Det ble vist i denne studien at den enkle tilsetningen av 5 g ammoniumformat for å indusere faseseparasjon mellom vann- og acetonitrillagene sikret egnet ekstraksjon med høy utvinning av de utvalgte plantevernmidlene. Matriseeffekten fortsatte imidlertid å finne sted, så andre tilnærminger, for eksempel tilsetning av analyttbeskyttelsesmidler, bør studeres i etterfølgende arbeider. I alle fall kan dette alternativet til de offisielle QuEChERS-versjonene brukes for å unngå uønskede faste stoffer som er deponert i analysesystemet på grunn av bruk av magnesium- og natriumsalter, spesielt i rutinemessig LC-MS-basert analyse. I sistnevnte tilfelle ville det være enda mer interessant siden ammoniumformat er et hjelpemiddel for ionisering ved positiv elektrosprayionisering og kan forbedre dannelsen av ammoniumaddukter i stedet for natriumaddukter.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Jeg har ingen interessekonflikter å avsløre.
Acknowledgments
Jeg vil takke Javier Hernández-Borges og Cecilia Ortega-Zamora for deres uvurderlige støtte. Jeg vil også takke Universidad EAN og Universidad de La Laguna.
Materials
| 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 |
References
- Sabzevari, S., Hofman, J. A worldwide review of currently used pesticides' monitoring in agricultural soils. Science of The Total Environment. 812, 152344 (2022).
- Tzanetou, E. N., Karasali, H. A. Comprehensive review of organochlorine pesticide monitoring in agricultural soils: The silent threat of a conventional agricultural past. Agriculture. 12 (5), 728 (2022).
- Farenhorst, A. Importance of soil organic matter fractions in soil-landscape and regional assessments of pesticide sorption and leaching in soil. Soil Science Society of America Journal. 70 (3), 1005-1012 (2006).
- Silva, V., et al. Pesticide residues in European agricultural soils - A hidden reality unfolded. Science of The Total Environment. 653, 1532-1545 (2019).
- Vischetti, C., et al. Sub-lethal effects of pesticides on the DNA of soil organisms as early ecotoxicological biomarkers. Frontiers in Microbiology. 11, 1892 (2020).
- Alengebawy, A., Abdelkhalek, S. T., Qureshi, S. R., Wang, M. -Q. Heavy metals and pesticides toxicity in agricultural soil and plants: Ecological risks and human health implications. Toxics. 9 (3), 42 (2021).
- Zikankuba, V. L., Mwanyika, G., Ntwenya, J. E., James, A. Pesticide regulations and their malpractice implications on food and environment safety. Cogent Food & Agriculture. 5 (1), 1601544 (2019).
- Varela-Martínez, D. A., González-Sálamo, J., González-Curbelo, M. Á, Hernández-Borges, J. Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged and Safe (QuEChERS) extraction. Handbooks in Separation Science. , Elsevier. Amsterdam, the Netherlands. 399-437 (2020).
- 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. Journal of AOAC International. 86 (2), 412-431 (2003).
- González-Curbelo, M. Á, et al. Evolution and applications of the QuEChERS method. Trends in Analytical Chemistry. 71, 169-185 (2015).
- European Union. European Regulation (EC) NO 396/2005 of the European Parliament and of the Council of 23 February 2005 on maximum residue levels of pesticides in or on food and feed of plant and animal origin and amending Council Directive 91/414/EEC. Official Journal of the European Union. 70, 1-16 (2005).
- Kwon, H., Lehotay, S. J., Geis-Asteggiante, L. Variability of matrix effects in liquid and gas chromatography-mass spectrometry analysis of pesticide residues after QuEChERS sample preparation of different food crops. Journal of Chromatography A. 1270, 235-245 (2012).
- Lehotay, S. J., et al. Determination of pesticide residues in foods by acetonitrile extraction and partitioning with magnesium sulfate: Collaborative study. Journal of AOAC International. 90 (2), 485-520 (2007).
- European Committee for Standardization (CEN). Standard Method EN 15662. Food of plant origin-Determination of pesticide residues using GC-MS and/or LC-MS/MS following acetonitrile extraction/partitioning and clean-up by dispersive SPE-QuEChERS method. European Committee for Standardization. , (2008).
- González-Curbelo, M. Á, Lehotay, S. J., Hernández-Borges, J., Rodríguez-Delgado, M. Á Use of ammonium formate in QuEChERS for high-throughput analysis of pesticides in food by fast, low-pressure gas chromatography and liquid chromatography tandem mass spectrometry. Journal of Chromatography A. 1358, 75-84 (2014).
- Han, L., Sapozhnikova, Y., Lehotay, S. J. Method validation for 243 pesticides and environmental contaminants in meats and poultry by tandem mass spectrometry coupled to low-pressure gas chromatography and ultrahigh-performance liquid chromatography. Food Control. 66, 270-282 (2016).
- Lehotay, S. J., Han, L., Sapozhnikova, Y. Automated mini-column solid-phase extraction clean-up for high-throughput analysis of chemical contaminants in foods by low-pressure gas chromatography-tandem mass spectrometry. Chromatographia. 79 (17), 1113-1130 (2016).
- Lehotay, S. J. Possibilities and limitations of isocratic fast liquid chromatography-tandem mass spectrometry analysis of pesticide residues in fruits and vegetables. Chromatographia. 82 (1), 235-250 (2019).
- Han, L., Matarrita, J., Sapozhnikova, Y., Lehotay, S. J. Evaluation of a recent product to remove lipids and other matrix co-extractives in the analysis of pesticide residues and environmental contaminants in foods. Journal of Chromatography A. 1449, 17-29 (2016).
- Varela-Martínez, D. A., González-Curbelo, M. Á, González-Sálamo, J., Hernández-Borges, J. Analysis of pesticides in cherimoya and gulupa minor tropical fruits using AOAC 2007.1 and ammonium formate QuEChERS versions: A comparative study. Microchemical Journal. 157, 104950 (2020).
- González-Curbelo, M. Á, Varela-Martínez, D. A., Riaño-Herrera, D. A. Pesticide-residue analysis in soils by the QuEChERS method: A review. Molecules. 27 (13), 4323 (2022).
- Anastassiades, M., Maštovská, K., Lehotay, S. Evaluation of analyte protectants to improve gas chromatographic analysis of pesticides. Journal of Chromatography A. 1015 (1-2), 163-184 (2003).
- Maštovská, K., Lehotay, S., Anastassiades, M. Combination of analyte protectants to overcome matrix effects in routine GC analysis of pesticide residues in food matrixes. Analytical Chemistry. 77 (24), 8129-8137 (2005).
- Rahman, M., Abd El-Aty, A., Shim, J. Matrix enhancement effect: A blessing or a curse for gas chromatography? - A review. Analytica Chimica Acta. 801, 14-21 (2013).
- Rouvire, F., Buleté, A., Cren-Olivé, C., Arnaudguilhem, C. Multiresidue analysis of aromatic organochlorines in soil by gas chromatography-mass spectrometry and QuEChERS extraction based on water/dichloromethane partitioning. Comparison with accelerated solvent extraction. Talanta. 93, 336-344 (2012).
- Lesueur, C., Gartner, M., Mentler, A., Fuerhacker, M. Comparison of four extraction methods for the analysis of 24 pesticides in soil samples with gas chromatography-mass spectrometry and liquid chromatography-ion trap-mass spectrometry. Talanta. 75 (1), 284-293 (2008).
- Ðurović-Pejčev, R. D., Bursić, V. P., Zeremski, T. M. Comparison of QuEChERS with traditional sample preparation methods in the determination of multiclass pesticides in soil. Journal of AOAC International. 102 (1), 46-51 (2019).
- European Commission. SANTE/11312/2021. Guidance document on analytical quality control and method validation procedures for pesticide residues analysis in food and feed. European Commission. , (2021).
