لا تزال المبيدات الفسفورية العضوية (OPPs) من بين أكثر فئات الكيماويات الزراعية استخداماً على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم نظراً لفعاليتها واسعة الطيف وتعدد استخدامات هذه الفئة من المبيدات في حماية المحاصيل1. وعلى الرغم من أن العديد من المبيدات الفسفورية العضوية تخضع للتحلل البيئي بشكل أسرع من المبيدات الكلورية العضوية، إلا أن التطبيق الواسع والمتكرر لهذه المركبات يؤدي إلى استمرار وجودها في الترب الزراعية2. وتعمل التربة كحجرة بيئية رئيسية تستقبل مدخلات المبيدات ويمكن أن تعمل كمستودع مؤقت قد تنتقل منه الرواسب إلى المحاصيل والمياه السطحية والمياه الجوفية والنظم البيئية المحيطة3. ويثير وجود رواسب المبيدات الفسفورية العضوية القلق لأن هذه المركبات ارتبطت بآثار سمية عصبية لدى البشر من خلال تثبيط نشاط إنزيم أسيتيل كولين إستريز، فضلاً عن آثار ضارة على الكائنات غير المستهدفة والمجتمعات الميكروبية في التربة وعمل وظائف النظام البيئي2. وبناءً على ذلك، قد يساهم وجود رواسب المبيدات الفسفورية العضوية في الترب الزراعية في فقدان التنوع البيولوجي والاختلال البيئي والتعرض البيئي من خلال مسارات السلسلة الغذائية والمياه3. لذا يعد التحديد الموثوق لرواسب المبيدات الفسفورية العضوية أمراً ضرورياً لإنتاج بيانات حدوث عالية الجودة، ودعم تقييمات التعرض البيئي، وتحسين فهم المصير البيئي للمبيدات الفسفورية العضوية في ظل ظروف زراعية مختلفة. علاوة على ذلك، فإن الطرق التحليلية التي تم تطويرها وتحسينها باستخدام نوع واحد من التربة قد لا توفر بالضرورة أداءً مكافئاً عند تطبيقها على تربة ذات خصائص فيزيائية وكيميائية متباينة4,5، مما يسلط الضوء على أهمية تقييم قابلية تطبيق الطريقة عبر بيئات زراعية متنوعة. ومع ذلك، لا يزال التقدير الكمي لمستويات الآثار تحدياً لأن الترب الزراعية تظهر تبايناً فيزيائياً وكيميائياً كبيراً، مما يؤثر على كفاءة الاستخلاص، وتأثيرات المصفوفة (MEs)، والأداء التحليلي العام6.
يُعد تحليل الكروماتوغرافيا الغازية المقترنة بمطياف الكتلة الترادفي (GC-MS/MS) تقنية تحليلية مرجعية معترف بها على نطاق واسع للتقدير متعدد البقايا لمبيدات الفسفور العضوية (OPPs) بمستويات ضئيلة في المصفوفات المعقدة7,8. ومع ذلك، لا يعتمد التحديد الكمي الدقيق على أداء الجهاز فحسب، بل يعتمد أيضاً على فعالية تحضير العينة. عادة ما تحتوي مستخلصات التربة على مكونات مصفوفة مستخلصة بشكل مشترك تصل إلى النظام الكروماتوغرافي جنباً إلى جنب مع المواد التحليلية المستهدفة، وقد تؤدي إلى تغيير استجابة المادة التحليلية من خلال تثبيط الإشارة أو تعزيزها4,5,6. ويختلف مدى هذه التأثيرات بشكل كبير بين أنواع التربة، ويتأثر بعوامل مثل محتوى المادة العضوية، والكسر الطيني، والتركيب المعدني، وpH. وبناءً على ذلك، تظل تأثيرات المصفوفة (MEs) أحد المصادر الرئيسية لعدم اليقين التحليلي في تقدير المبيدات القائم على تقنية GC-MS/MS، مما يبرز الحاجة إلى استراتيجيات تنقية قادرة على تقليل حمولة المواد المستخلصة بشكل مشترك مع الحفاظ على استرداد المادة التحليلية5,9,10. علاوة على ذلك، يتطلب توليد بيانات موثوقة عن البقايا الامتثال لمعايير الأداء التحليلي المقبولة دولياً لضمان دقة الطريقة، والقابلية للمقارنة بين الدراسات، والملاءمة لتطبيقات الرصد البيئي11.
أصبحت طريقة Quick-Easy-Cheap-Effective-Rugged-Safe (QuEChERS) نهج تحضير العينات الأكثر استخداماً لتحليل بقايا المبيدات المتعددة نظراً لبساطتها، وانخفاض استهلاك المذيبات فيها، وقابلية تطبيقها الواسعة عبر المصفوفات الزراعية المختلفة4,12,13. وقد مكنها تصميمها التركيبي والمرن من التكيف الواسع عبر أنواع متنوعة من العينات والتطبيقات التحليلية، مما ساهم في اعتمادها على نطاق واسع في تحليل البقايا المتعددة المعاصر وارتباطها المتكرر بالكيمياء التحليلية المستدامة بسبب تقليل استهلاك المذيبات وتبسيط تحضير العينات. كما تسمح هذه القابلية للتكيف بتخصيص الطريقة من خلال اختيار ظروف الاستخلاص والتنقية بناءً على خصائص مصفوفة محددة. وفي تحليل التربة، تعتبر فعالية خطوة التنقية باستخدام الاستخلاص بالطور الصلب المشتت (dSPE) أمراً بالغ الأهمية، لأن عدم الإزالة الكافية لمكونات المصفوفة المستخلصة معاً يمكن أن يؤثر سلباً على الأداء التحليلي لتقدير GC-MS/MS اللاحق4,14. وغالباً ما توفر تركيبات الماصات التقليدية القائمة على الأمين الأولي-الثانوي (PSA) وأوكتاديسيل سيلان (C18) إزالة محدودة للمكونات الدبالية القطبية، والتي تعد من المسببين الرئيسيين لتأثيرات الإشارة الناجمة عن المصفوفة في مستخلصات التربة الزراعية14. وقد أظهر الفلوريسيل (Florisil)، وهو ممتز من سيليكات المغنيسيوم يتميز بالألفة لمركبات تغطي نطاقاً واسعاً من القطبية، أداءً واعداً في تنقية المصفوفات الغذائية والنباتية15,16. ومع ذلك، لا يزال مساهمته في استراتيجيات تنقية dSPE ذات الماصات المختلطة للتربة الزراعية غير موصوفة بشكل كافٍ، لا سيما في الترب التي تظهر خصائص فيزيائية وكيميائية متنوعة17,18,19,20,21.
تقدم هذه الدراسة بروتوكول QuEChERS معدل تم فيه تقييم سبع تركيبات من مواد الامتصاص في تقنية dSPE عبر ست أنواع من الترب الزراعية التي تختلف في درجة الحموضة (pH)، ومحتوى المادة العضوية، والقوام. استندت الدراسة إلى فرضية أن دمج مادة سيليكات المغنيسيوم الممتصة في عملية تنقية dSPE ذات المواد الممتصة المختلطة من شأنه أن يعزز إزالة مكونات المصفوفة المستخلصة معاً من مستخلصات الترب الزراعية. استند اختيار المادة الممتصة إلى التقييم الوزني لإزالة المواد المستخلصة المصاحبة، ومن ثم خضعت التركيبة التي حققت أعلى متوسط كفاءة تنقية لعملية تحقق تحليلي كاملة. تم التحقق من صحة الإجراء المُحسَّن للتحديد المتزامن لـ 12 من المبيدات الفسفورية العضوية (OPPs) باستخدام المعايرة الداخلية، والمعايرة المطابقة للمصفوفة، وجهاز GC-MS/MS. بالإضافة إلى ذلك، تم دمج مواد حماية للمواد المراد تحليلها (ethylglycerol، وL-gulonic acid γ-lactone، وD-sorbitol، وshikimic acid) في البروتوكول النهائي كاستراتيجية تكميلية لتقليل تأثيرات الإشارة المتبقية الناتجة عن المصفوفة. ومن خلال دمج التحسين المنهجي للتنقية مع التحقق التحليلي الشامل عبر ترب ذات خصائص فيزيائية وكيميائية متباينة، يوفر هذا البروتوكول سير عمل قوياً وقابلاً للتكرار قد يسهل تحديد متبقيات المبيدات في الترب الزراعية غير المتجانسة.