Summary
वर्तमान प्रोटोकॉल मिट्टी के नमूने में ऑर्गेनोक्लोरीन कीटनाशक अवशेषों को सफलतापूर्वक निर्धारित करने के लिए गैस क्रोमैटोग्राफी-मास स्पेक्ट्रोमेट्री के साथ क्यूईसीएचईआर में चरण विभाजन के लिए अमोनियम फॉर्मेट के उपयोग का वर्णन करता है।
Abstract
वर्तमान में, क्यूईसीएचईआर विधि आधिकारिक और गैर-आधिकारिक प्रयोगशालाओं दोनों में विभिन्न प्रकार के मैट्रिसेस में कीटनाशक अवशेषों का विश्लेषण करने के लिए दुनिया भर में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले नमूना तैयारी प्रोटोकॉल का प्रतिनिधित्व करती है। अमोनियम फॉर्मेट का उपयोग करके क्यूईसीएचईआर विधि पहले मूल और दो आधिकारिक संस्करणों की तुलना में फायदेमंद साबित हुई है। एक ओर, नमूने के प्रति ग्राम 0.5 ग्राम अमोनियम फॉर्मेट का सरल जोड़ चरण पृथक्करण को प्रेरित करने और अच्छे विश्लेषणात्मक प्रदर्शन को प्राप्त करने के लिए पर्याप्त है। दूसरी ओर, अमोनियम फॉर्मेट नियमित विश्लेषण में रखरखाव की आवश्यकता को कम करता है। यहां, अमोनियम फॉर्मेट का उपयोग करके एक संशोधित क्यूईसीएचईआर विधि को कृषि मिट्टी में ऑर्गेनोक्लोरीन कीटनाशक (ओसीपी) अवशेषों के एक साथ विश्लेषण के लिए लागू किया गया था। विशेष रूप से, नमूने के 10 ग्राम को 10 एमएल पानी के साथ हाइड्रेटेड किया गया था और फिर 10 एमएल एसिटोनिट्राइल के साथ निकाला गया था। इसके बाद, चरण पृथक्करण 5 ग्राम अमोनियम फॉर्मेट का उपयोग करके किया गया था। सेंट्रीफ्यूजेशन के बाद, सुपरनैटेंट को निर्जल मैग्नीशियम सल्फेट, प्राथमिक-द्वितीयक अमाइन और ऑक्टेडिसिलसिलेन के साथ एक फैलाने वाले ठोस-चरण निष्कर्षण सफाई चरण के अधीन किया गया था। गैस क्रोमैटोग्राफी-मास स्पेक्ट्रोमेट्री का उपयोग विश्लेषणात्मक तकनीक के रूप में किया गया था। अमोनियम फॉर्मेट का उपयोग करके क्यूईसीएचईआर विधि को मिट्टी के नमूने से ओसीपी अवशेषों को निकालने के लिए एक सफल विकल्प के रूप में प्रदर्शित किया गया है।
Introduction
खाद्य उत्पादन बढ़ाने की आवश्यकता ने पिछले कुछ दशकों में दुनिया भर में कीटनाशकों के गहन और व्यापक उपयोग को जन्म दिया है। कीटनाशकों को कीटों से बचाने और फसल की पैदावार बढ़ाने के लिए फसलों पर लागू किया जाता है, लेकिन उनके अवशेष आमतौर पर मिट्टी के वातावरण में समाप्त होते हैं, खासकरकृषि क्षेत्रों में। इसके अलावा, कुछ कीटनाशक, जैसे ऑर्गेनोक्लोरीन कीटनाशक (ओसीपी), में एक बहुत ही स्थिर संरचना होती है, इसलिए उनके अवशेष आसानी से विघटित नहीं होते हैं औरलंबे समय तक मिट्टी में बने रहते हैं। आम तौर पर, मिट्टी में कीटनाशक अवशेषों को जमा करने की उच्च क्षमता होती है, खासकर जब इसमेंकार्बनिक पदार्थों की उच्च सामग्री होती है। नतीजतन, मिट्टी कीटनाशक अवशेषों से सबसे अधिक दूषित पर्यावरणीय डिब्बों में से एक है। एक उदाहरण के रूप में, आज तक के पूर्ण अध्ययनों में से एक में पाया गया कि यूरोपीय संघ से 317 कृषि मिट्टी का 83% एक या अधिक कीटनाशकअवशेषों से दूषित था।
कीटनाशक अवशेषों द्वारा मृदा प्रदूषण अवशेषों की उच्च विषाक्तताके कारण खाद्य श्रृंखला के माध्यम से गैर-लक्षित प्रजातियों, मिट्टी के कार्य और उपभोक्ता स्वास्थ्य को प्रभावित कर सकता है। नतीजतन, मिट्टी में कीटनाशक अवशेषों का मूल्यांकन पर्यावरण और मानव स्वास्थ्य पर उनके संभावित नकारात्मक प्रभावों का आकलन करने के लिए आवश्यक है, विशेष रूप से विकासशील देशों में कीटनाशकों के उपयोग पर सख्तनियमों की कमी के कारण। यह कीटनाशक बहु-अवशेष विश्लेषण को तेजी से महत्वपूर्ण बनाता है। हालांकि, मिट्टी में कीटनाशक अवशेषों का तेजी से और सटीक विश्लेषण बड़ी संख्या में हस्तक्षेप करने वाले पदार्थों के साथ-साथ कम एकाग्रता स्तर और इन विश्लेषणों के विविध भौतिक रासायनिक गुणों के कारण एक कठिनचुनौती है।
सभी कीटनाशक अवशेष विश्लेषण विधियों में से, क्यूईसीएचईआर विधि सबसे तेज़, सबसे आसान, सबसे सस्ता, सबसे प्रभावी, मजबूत और सबसे सुरक्षित विकल्पबन गया है। क्यूईसीएचईआर विधि में दो चरण शामिल हैं। पहले चरण में, एक जलीय और एक एसिटोनिट्राइल परत के बीच नमकीन-आउट के माध्यम से विभाजन के आधार पर एक माइक्रोस्केल निष्कर्षण किया जाता है। दूसरे चरण में, एक सफाई प्रक्रिया एक फैलाने वाले ठोस चरण निष्कर्षण (डीएसपीई) को नियोजित करके की जाती है; यह तकनीक मैट्रिक्स-हस्तक्षेप करने वाले घटकों को हटाने के लिए छिद्रपूर्ण शर्बत के कई संयोजनों की छोटी मात्रा का उपयोग करती है और पारंपरिक एसपीई9 के नुकसान को दूर करती है। इसलिए, क्यूईसीएचईआरएक पर्यावरण के अनुकूल दृष्टिकोण है जिसमें थोड़ा विलायक / रसायन बर्बाद हो जाता है जो बहुत सटीक परिणाम प्रदान करता है और यादृच्छिक और व्यवस्थित त्रुटियों के संभावित स्रोतों को कम करता है। वास्तव में, यह लगभग सभी प्रकार के पर्यावरण, कृषि-खाद्य और जैविक नमूनों 8,10 में मजबूत प्रयोज्यता के साथ सैकड़ों कीटनाशकों के उच्च-थ्रूपुट नियमित विश्लेषण के लिए सफलतापूर्वक लागू किया गया है। इस काम का उद्देश्य क्यूईसीएचईआर विधि के एक नए संशोधन को लागू करना और मान्य करना है जिसे पहले विकसित किया गया था और कृषि मिट्टी में ओसीपी का विश्लेषण करने के लिए जीसी-एमएस के साथ युग्मित किया गया था।
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Protocol
1. स्टॉक समाधान की तैयारी
नोट: पूरे प्रोटोकॉल के दौरान नाइट्राइल दस्ताने, एक लैब कोट और सुरक्षा चश्मा पहनने की सिफारिश की जाती है।
- 25 एमएल वॉल्यूमेट्रिक फ्लास्क में हेक्सेन: टोल्यूनि (1: 1) में 2,000 मिलीग्राम / एल पर ओसीपी के वाणिज्यिक मिश्रण से 400 मिलीग्राम / एल पर एसीटोन में स्टॉक समाधान तैयार करें। तालिका 1 चयनित ओसीपी में से प्रत्येक को दर्शाती है।
- एसीटोन में 10 एमएल वॉल्यूमेट्रिक फ्लास्क में 50 मिलीग्राम / एल, 1 मिलीग्राम / एल, और 0.08 मिलीग्राम / एल की सांद्रता पर बाद के स्टॉक समाधान तैयार करें, और उन्हें -18 डिग्री सेल्सियस पर एम्बर ग्लास शीशियों में स्टोर करें।
नोट: पूरे काम में एक ही समाधान का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन प्रत्येक उपयोग के तुरंत बाद उन्हें इन शर्तों के तहत स्टोर करना महत्वपूर्ण है। - एसीटोन में 10 मिलीग्राम वॉल्यूमेट्रिक फ्लास्क में एसीटोन में 100 मिलीग्राम / एल पर 4,4'-डीडीई-डी 8 के वाणिज्यिक मानक से 20 मिलीग्राम / एल और 0.4 मिलीग्राम / एल की सांद्रता पर स्टॉक समाधान तैयार करें, और -18 डिग्री सेल्सियस पर एम्बर ग्लास शीशियों में स्टोर करें। आंतरिक मानक (आईएस) के रूप में 4,4'-डीडीई-डी 8 का उपयोग करें।
2. नमूना संग्रह
- एक कांच के कंटेनर में कृषि मिट्टी की ऊपरी 10 सेमी परत का लगभग 0.5 किलोग्राम एकत्र करें। इस अध्ययन की मिट्टी की वस्तु आलू की फसलों के एक पारंपरिक कृषि क्षेत्र में एकत्र की गई थी।
नोट: स्पैटुला के साथ सतह का नमूना लिया गया था। हालांकि, मिट्टी की गहराई इसकी भौतिक रासायनिक विशेषताओं को प्रभावित कर सकती है। इसलिए, यदि कार्बनिक कार्बन सामग्री गहराई के साथ भिन्न होती है, तो विभिन्न गहराई पर नमूने लेना आवश्यक है। - मिट्टी के नमूने को प्रयोगशाला में ले जाएं, इसे 1 मिमी व्यास छलनी के साथ छान लें, और इसे एम्बर ग्लास कंटेनर में 4 डिग्री सेल्सियस पर विश्लेषण तक स्टोर करें।
नोट: एक ही मिट्टी के नमूने का उपयोग पूरे काम के दौरान किया जा सकता है, लेकिन प्रत्येक उपयोग के तुरंत बाद इन स्थितियों के तहत इसे स्टोर करना महत्वपूर्ण है।
3. अमोनियम फॉर्मेट का उपयोग करके संशोधित क्यूईसीएचईआर विधि के माध्यम से नमूना तैयार करना
नोट: चित्रा 1 संशोधित क्यूईसीएचईआर विधि का एक योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व दिखाता है।
- 50 एमएल सेंट्रीफ्यूज ट्यूब में मिट्टी के नमूने के 10 ग्राम का वजन करें, और 100 μg / kg उपज देने के लिए 20 mg / L पर आईएस समाधान के 50 μL जोड़ें। पुनर्प्राप्ति उद्देश्यों के लिए, चरण 1.2 में तैयार कीटनाशक समाधानों को भी जोड़ें ताकि 10 μg /kg, 50 μg / kg, और 200 μg / kg (n = 3 प्रत्येक) का उत्पादन हो सके।
- नमूने में स्पाइक को बेहतर ढंग से एकीकृत करने के लिए 30 सेकंड के लिए भंवर का उपयोग करके ट्यूब को हिलाएं।
- 10 मिलीलीटर पानी डालें। 5 मिनट के लिए 10 x g पर एक स्वचालित शेकर का उपयोग करके ट्यूब को हिलाएं।
- 10 एमएल एसिटोनिट्राइल जोड़ें। ट्यूब को फिर से 5 मिनट के लिए 10 x g पर हिलाएं।
- 5 ग्राम अमोनियम फॉर्मेट जोड़ें ( सामग्री की तालिका देखें), ट्यूब को हाथ से 1 मिनट के लिए जोर से हिलाएं, और 5 मिनट के लिए 1,800 x g पर सेंट्रीफ्यूज करें।
- एसिटोनिट्राइल अर्क के 1 एमएल को 2 एमएल सेंट्रीफ्यूज ट्यूब में स्थानांतरित करें जिसमें 150 मिलीग्राम निर्जल एमजीएसओ4, 50 मिलीग्राम प्राथमिक-द्वितीयक अमाइन (पीएसए), और 50 मिलीग्राम ऑक्टेडेसिलसिलेन (सी18) ( सामग्री की तालिका देखें) को फैलाने वाले-ठोस चरण निष्कर्षण (डी-एसपीई) 8, 30 सेकंड के लिए भंवर, और 5 मिनट के लिए 1,800 एक्स जी पर सेंट्रीफ्यूज शामिल है।
- अर्क के 200 μL को 300 μL फ्यूज्ड इंसर्ट के साथ उचित रूप से लेबल ऑटोसैंपलर शीशी में स्थानांतरित करें, और GC-MS सिस्टम (चरण 4) का उपयोग करके एक वाद्य विश्लेषण करें।
नोट: मैट्रिक्स-मिलान अंशांकन पहले रिक्त अर्क का उपयोग करने के समान चरणों का पालन करते हुए किया जाता है, लेकिन डी-एसपीई चरण (चरण 3.6) में 15 एमएल ट्यूबों में 5 एमएल सुपरनैटेंट को साफ किया जाता है और स्पाइक और आईएस समाधान चरण 3.7 तक नहीं जोड़े जाते हैं। ऑटोसैंपलर शीशियों में अंशांकन मानक समाधान जोड़ें ताकि 5 μg/kg, 10 μg/kg, 50 μg/kg, 100 μg/kg, 200 μg/kg, और 400 μg/kg, सूखापन में वाष्पित हो जाएं, और मैट्रिक्स अर्क के 200 μL जोड़ें।
4. जीसी-एमएस द्वारा वाद्य विश्लेषण
- एकल क्वाड्रोपोल मास स्पेक्ट्रोमीटर और इलेक्ट्रॉन आयनीकरण इंटरफ़ेस (−70 ईवी) के साथ जीसी-एमएस सिस्टम का उपयोग करके जीसी-एमएस विश्लेषण करें ( सामग्री की तालिका देखें)।
- एमएस ट्रांसफर लाइन को 280 डिग्री सेल्सियस और आयन स्रोत को 230 डिग्री सेल्सियस पर सेट करें।
- 5% -फिनाइल-मेथिलपॉलीसिलोक्सेन 30 मीटर x 250 μm x 0.25 μm कॉलम ( सामग्री की तालिका देखें) और अल्ट्राहाई शुद्धता का उपयोग करें।
- शुरू में 2 मिनट के लिए 60 डिग्री सेल्सियस पर जीसी ओवन बनाए रखें, फिर तापमान को 25 डिग्री सेल्सियस / मिनट पर 160 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ाएं, और 1 मिनट के लिए पकड़ें। फिर, तापमान को 15 डिग्री सेल्सियस / मिनट पर 175 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ाएं, और 3 मिनट के लिए पकड़ें। फिर, 40 डिग्री सेल्सियस / मिनट पर 220 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ाएं, और 3 मिनट के लिए पकड़ें। फिर, 30 डिग्री सेल्सियस / मिनट पर 250 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ाएं, और 2 मिनट के लिए पकड़ें। अंत में, तापमान को 30 डिग्री सेल्सियस / मिनट पर 310 डिग्री सेल्सियस तक ले जाएं, और 2 मिनट के लिए पकड़ें। कुल विश्लेषण समय 22.125 मिनट है।
- प्रत्येक अनुक्रम से पहले एमएस की एक पूर्ण ऑटोट्यून और हवा और पानी की जांच करें।
- मासहंटर अधिग्रहण सॉफ्टवेयर खोलें जो जीसी-एमएस सिस्टम के सभी मापदंडों को नियंत्रित करता है।
नोट: उपकरण प्रणाली में डिफ़ॉल्ट रूप से मासहंटर अधिग्रहण सॉफ्टवेयर शामिल है। - टूलबार पर "दृश्य" विकल्प खोलें, और वैक्यूम नियंत्रण पर क्लिक करें, ट्यून पर क्लिक करें, और ऑटोट्यून पर क्लिक करें। ऑटोट्यून कुछ मिनटों के बाद समाप्त हो जाएगा।
- "दृश्य" विकल्प खोलें, और उपकरण नियंत्रण पर क्लिक करें।
- हाँ पर क्लिक करें, और ऑटोट्यून के लिए नई ट्यून फ़ाइल सहेजें।
- टूलबार पर "दृश्य" विकल्प खोलें, और वैक्यूम नियंत्रण पर क्लिक करें , ट्यून पर फिर से क्लिक करें, और एयर एंड वाटर चेक पर क्लिक करें। हवा और पानी की जांच कुछ सेकंड के बाद समाप्त हो जाएगी।
- "दृश्य" विकल्प खोलें, और उपकरण नियंत्रण पर क्लिक करें।
- हाँ पर क्लिक करें, और हवा और पानी की जांच के लिए नई ट्यून फ़ाइल सहेजें।
- मासहंटर अधिग्रहण सॉफ्टवेयर खोलें जो जीसी-एमएस सिस्टम के सभी मापदंडों को नियंत्रित करता है।
- इंजेक्शन की मात्रा 1.5 डिग्री सेल्सियस रखते हुए, इंजेक्शन की मात्रा 1.5 डिग्री सेल्सियस रखते हुए, स्प्लिटलेस मोड में 280 डिग्री सेल्सियस पर एक ऑटोसैंपलर ( सामग्री की तालिका देखें) का उपयोग करके इंजेक्शन का प्रदर्शन करें। इंजेक्शन के 0.75 मिनट के बाद, विभाजन को 40 एमएल / मिनट प्रवाह दर पर खोलें।
नोट: इंजेक्शन के बीच, 10 μL सिरिंज को एथिल एसीटेट के साथ तीन बार और साइक्लोहेक्सेन के साथ तीन बार धोया जाना चाहिए। सभी इंजेक्शन डुप्लिकेट में हैं। - चयनित आयन निगरानी (SIM) मोड में विश्लेषणों का विश्लेषण करें। यह एकल क्वाड्रोपोल के साथ एमएस सिस्टम में उपयोग किया जाने वाला मानक मोड है।
नोट: तालिका 1 ओसीपी और आईएस के लिए एक मात्रा और दो पहचान आयनों का उपयोग करने के आधार पर अवधारण समय (मिनट) और परिमाणीकरण मापदंडों को दर्शाती है। मात्रात्मक विश्लेषण आईएस के आयन के लिए मात्रा आयन के चरम क्षेत्र के अनुपात पर आधारित है।
5. डेटा अधिग्रहण
- मासहंटर अधिग्रहण सॉफ्टवेयर खोलें जो जीसी-एमएस सिस्टम के सभी मापदंडों को नियंत्रित करता है।
- टूलबार पर "अनुक्रम" विकल्प खोलें, और अनुक्रम को संपादित करें, जिसमें नमूना नाम, शीशी संख्या, इंजेक्शन की संख्या, वाद्य विधि और उत्पन्न होने वाली फ़ाइल का नाम शामिल है। जितनी आवश्यक हो उतनी पंक्तियाँ जोड़ें.
- OK पर क्लिक करें, और नया अनुक्रम सहेजें।
- टूलबार पर फिर से "अनुक्रम" विकल्प खोलें, और ड्रॉपडाउन मेनू में रन सीक्वेंस पर क्लिक करें। इंजेक्शन विधि और फ़ोल्डर की पुष्टि करने के लिए एक नई विंडो खुल जाएगी जहां नमूने सहेजे जाएंगे। रन सीक्वेंस पर फिर से क्लिक करें, और इंजेक्शन शुरू हो जाएगा।
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Representative Results
विश्लेषणात्मक विधि का पूर्ण सत्यापन रैखिकता, मैट्रिक्स प्रभाव, वसूली और पुनरावृत्ति के संदर्भ में किया गया था।
रैखिकता मूल्यांकन के लिए छह सांद्रता स्तरों (5 μg/kg, 10 μg/kg, 50 μg/kg, 100 μg/kg, 200 μg/kg, और 400 μg/kg) पर स्पाइककिए गए रिक्त नमूनों के साथ मैट्रिक्स-मिलान अंशांकन वक्रों का उपयोग किया गया था। निर्धारण गुणांक (आर2) सभी ओसीपी के लिए 0.99 से अधिक या बराबर थे। सबसे कम अंशांकन स्तर (एलसीएल) 5 μg /kg पर निर्धारित किया गया था, जो खाद्य अनुप्रयोगों में निगरानी उद्देश्यों के लिए 10 μg / kg पर स्थापित अधिकतम अनुमेय सीमा को पूरा करताहै।
मैट्रिक्स प्रभाव मूल्यांकन शुद्ध विलायक में ओसीपी अंशांकन वक्रों के ढलानों और मैट्रिक्स-मिलान अंशांकन वक्रों की तुलना करके किया गया था। मैट्रिक्स प्रभाव की गणना निम्नलिखित समीकरण12 का उपयोग करके की गई थी:
मैट्रिक्स प्रभाव (%) = (मैट्रिक्स-मिलान अंशांकन वक्र का ढलान - शुद्ध विलायक-आधारित अंशांकन वक्र का ढलान)/(शुद्ध विलायक-आधारित अंशांकन वक्र का ढलान) × 100।
चित्र 2 मिट्टी के नमूनों के लिए अमोनियम फॉर्मेट का उपयोग करके एक संशोधित क्यूईसीएचईआर विधि को लागू करके अध्ययन किए गए ओसीपी के लिए मैट्रिक्स प्रभाव वितरण को दर्शाता है। सकारात्मक मैट्रिक्स प्रभाव प्रतिशत एक संकेत वृद्धि के अनुरूप है, जबकि नकारात्मक प्रतिशत का मतलब है कि सिग्नल दमन है। विशेष रूप से, (1) -20% और 20% के बीच के मान एक नरम मैट्रिक्स प्रभाव के अनुरूप हैं; (2) -20% और -50% के बीच या 20% और 50% के बीच के मान एक मध्यम मैट्रिक्स प्रभाव के अनुरूप हैं; (3) और 50% से अधिक या -50% से कम मूल्यों का मतलब है कि एक मजबूत मैट्रिक्स प्रभाव है। जैसा कि देखा गया है, अधिक ओसीपी को नरम या मध्यम मैट्रिक्स प्रभाव का सामना करना पड़ा, जबकि कम ओसीपी को मजबूत मैट्रिक्स प्रभाव का सामना करना पड़ा।
रिकवरी और पुनरावृत्ति का मूल्यांकन तीन एकाग्रता स्तरों (10 μg / kg, 50 μg / kg, और 200 μg / kg) पर कीटनाशकों के साथ खाली नमूनों को जोड़कर किया गया था। चित्रा 3 सभी कीटनाशकों और स्पाइकिंग स्तरों (एन = 9) के लिए समग्र वसूली मूल्यों और सापेक्ष मानक विचलन (आरएसडी) मूल्यों को दर्शाता है। जैसा कि देखा जा सकता है, अध्ययन किए गए अधिकांश ओसीपी ने 70% -120% की सीमा में औसत वसूली प्रतिशत प्रस्तुत किया, जिसमें हेप्टाक्लोर, एंड्रिन और β-एंडोसल्फान को छोड़कर आरएसडी 20% से कम थे, जिसने थोड़ा अधिक औसत वसूली दी।
चित्र 1: मिट्टी के नमूने से कीटनाशक अवशेषों को निकालने के लिए अमोनियम फॉर्मेट का उपयोग करके संशोधित क्यूईसीएचईआर विधि का प्रतिनिधित्व। कृपया इस आंकड़े के बड़े संस्करण को देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 2: 17 ओसीपी के लिए मैट्रिक्स प्रभाव बनाम अवधारण समय (मिनट) का वितरण। एक नरम मैट्रिक्स प्रभाव -20% और 20% के बीच के मूल्यों से मेल खाता है; एक मध्यम मैट्रिक्स प्रभाव -20% और -50% या 20% और 50% के बीच के मूल्यों से मेल खाता है; एक मजबूत मैट्रिक्स प्रभाव उन मूल्यों से मेल खाता है जो 50% से अधिक या -50% से कम हैं। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्र 3: मिट्टी के नमूने में 10 μg/kg, 50 μg/kg, और 200 μg/kg (n = 9) बढ़ने के बाद 17 ओसीपी के लिए औसत वसूली। स्वीकार्य वसूली (70% -120%) और आरएसडी (<20%) रेंज के भीतर विश्लेषणों की संख्या प्रदान की जाती है, साथ ही उस सीमा के बाहर लेबल किए गए लोगों के साथ। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
| Analyte | अवधारण समय (मिनट) | क्वांटिफायर आयन | क्वालीफायर आयन 1 | क्वालीफायर आयन 2 |
| α-बीएचसी | 11.35 | 181 | 219 | 111 |
| β-बीएचसी | 11.90 | 181 | 219 | 109 |
| लिंडेन | 12.01 | 181 | 183 | 219 |
| δ-बीएचसी | 12.39 | 181 | 219 | 111 |
| हेप्टाक्लोर | 13.24 | 272 | 100 | 274 |
| एल्ड्रिन | 13.94 | 263 | 66 | 265 |
| हेप्टाक्लोर एपोक्साइड | 14.86 | 353 | 355 | 81 |
| α-इंडोसल्फान | 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-इंडोसल्फान | 16.73 | 195 | 241 | 159 |
| 4,4'-DDD | 16.89 | 235 | 237 | 165 |
| इंडोसल्फान सल्फेट | 17.61 | 387 | 227 | 272 |
| 4,4'-डीडीटी | 17.65 | 235 | 237 | 165 |
| Endrin ketone | 18.64 | 317 | 67 | 315 |
| मेथॉक्सीक्लोर | 18.86 | 227 | 228 | 212 |
तालिका 1: ओसीपी के जीसी-एमएस विश्लेषण के लिए अवधारण समय (मिनट) और परिमाणीकरण पैरामीटर। अल्फा-बेंजीनहेक्साक्लोराइड (α-बीएचसी); बीटा-बेंजीनहेक्साक्लोराइड (β-बीएचसी); लिंडेन; डेल्टा-बेंजीनहेक्साक्लोराइड (δ-बीएचसी); हेप्टाक्लोर; एल्ड्रिन; हेप्टाक्लोर एपोक्साइड; α-इंडोसल्फान; 4,4'-डाइक्लोरोडिफेनिलडिक्लोरोएथिलीन-डी 8 (4,4'-डीडीई-डी 8) (आईएस); 4,4'-डाइक्लोरोडिफेनिलडिकोरोएथिलीन (4,4'-डीडीई); डिएल्ड्रिन; एंड्रिन; β-इंडोसल्फान; 4,4'-डाइक्लोरोडिफेनिलडिकोरोइथेन (4,4'-डीडीडी); एंडोसल्फान सल्फेट; 4,4'-डाइक्लोरोडिफेनिलट्राइक्लोरोइथेन (4,4'-डीडीटी); एंड्रिन कीटोन; मेथॉक्सीक्लोर।
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Discussion
क्यूईसीएचईआर विधि के मूल9 और दो आधिकारिक संस्करण 13,14 निष्कर्षण के दौरान एसिटोनिट्राइल / पानी मिश्रण पृथक्करण को बढ़ावा देने के लिए सोडियम क्लोराइड, एसीटेट या साइट्रेट लवण के साथ मैग्नीशियम सल्फेट का उपयोग करते हैं। हालांकि, इन लवणों को मास स्पेक्ट्रोमेट्री (एमएस) स्रोत में सतहों पर ठोस पदार्थों के रूप में जमा किया जाता है, जो तरल क्रोमैटोग्राफी (एलसी)-एमएस-आधारित विधियों के बढ़ते रखरखाव की आवश्यकता का कारण बनता है। इन नुकसानों पर काबू पाने के संदर्भ में, गोंजालेज-कर्बेलो एट अल.15 ने बताया कि अधिक वाष्पशील अमोनियम फॉर्मेट ने एलसी- और जीसी-टेंडम मास स्पेक्ट्रोमेट्री (एमएस / एमएस) दोनों के लिए चरण पृथक्करण और कीटनाशक अवशेषों के निष्कर्षण को प्रेरित करने के लिए अच्छी तरह से काम किया। बाद के अध्ययनों ने विभिन्न जटिल मैट्रिक्स 16,17,18,19 से कीटनाशक अवशेषों को निकालने के लिए नमूने के प्रति ग्राम 0.5 ग्राम अमोनियम फॉर्मेट का भी उपयोग किया है। इसके अलावा, अमोनियम फॉर्मेट का उपयोग सह-निकाले गए सामग्री20 की कम मात्रा प्रदान करने के लिए दिखाया गया है, जो जीसी-एमएस-आधारित विधियों के लिए इसके उपयोग को सही ठहराता है। वर्तमान अध्ययन, पहली बार, मिट्टी में कीटनाशक अवशेषों का विश्लेषण करने के लिए इससंस्करण की रिपोर्ट करता है।
मिट्टी जैसे जटिल मैट्रिक्स में कीटनाशक अवशेषों के जीसी विश्लेषण में कीटनाशकों की वाद्य प्रतिक्रिया पर सह-निकाले गए मैट्रिक्स घटकों की कार्रवाई के कारण कुछ सीमाएं हैं, जो गलत निर्धारण और कम संवेदनशीलता का कारण बनती हैं। इसलिए, मैट्रिक्स प्रभाव को कम करने के लिए कई सुधार किए गए हैं, जिसमें अनुकूलित सफाई चरण21 शामिल हैं। फिर भी, मैट्रिक्स प्रभाव अभी भी होता है और जितना संभव हो उतना सही किया जाना चाहिए। इस अर्थ में, मैट्रिक्स-मिलान अंशांकन मुख्य दृष्टिकोण रहा है क्योंकि यह शुद्ध सॉल्वैंट्स24 के संबंध में क्रोमैटोग्राफिक सिग्नल की वृद्धि की भरपाई करने में बहुत व्यावहारिक है। इस प्रकार, इस अध्ययन में, रैखिकता का मूल्यांकन शुद्ध एसिटोनिट्राइल में अंशांकन वक्रों का निर्माण करके और मिट्टी के अर्क का उपयोग करके किया गया था, और दोनों दृष्टिकोणों का उपयोग करके सभी ओसीपी के लिए 0.99 से अधिक या बराबर आर2 मान प्राप्त किए गए थे। हालांकि, जब दोनों अंशांकन वक्रों की तुलना की गई, तो सराहनीय मैट्रिक्स प्रभाव -49% से 191% की सीमा में पाए गए (चित्रा 2)। यद्यपि एक मजबूत मैट्रिक्स प्रभाव का सामना करने वाले कीटनाशकों की संख्या 17 में से केवल 3 थी (एंड्रिन, एंड्रिन कीटोन, और मेथॉक्सीक्लोर), बाद के अध्ययन मैट्रिक्स प्रभावों की भरपाई के लिए मैट्रिक्स-मिलान अंशांकन वक्रों का उपयोग करके किए गए थे।
मिट्टी में कीटनाशक अवशेषों के लिए कोई अधिकतम अवशिष्ट सीमा (एमआरएल) स्थापित नहीं की गई है, लेकिन सभी ओसीपी के लिए 5 μg/kg का एलसीएल निर्धारित किया गया था, जो कृषि-खाद्य उत्पादों में कीटनाशक अवशेषों के विश्लेषण के लिए अंतर्राष्ट्रीय कानून द्वारा निर्धारित 10 μg/kg पर निर्धारित मानक MRL से कम है (विनियमन 396/2005)11। इसके अलावा, 5 μg /kg के LCL ने सभी ओसीपी के लिए लगभग 10 का सिग्नल-टू-शोर अनुपात (S/N) प्रदान किया। इस विधि की उच्च संवेदनशीलता अन्य अध्ययनों में प्राप्त की गई तुलना में समान या उससे भी बेहतर है, जिन्होंने जीसी-एमएस के बाद क्यूईसीएचईआर विधि का उपयोग करके मिट्टी में ओसीपी का विश्लेषण भी किया है। उदाहरण के लिए, एक अध्ययन में, 34 ओसीपी का विश्लेषण क्यूईसीएचईआर विधि के आधिकारिक संस्करण का उपयोग करके किया गया था जो एक साइट्रेट बफर का उपयोग करता है, और परिमाणीकरण (एलओक्यू) की सीमा 7 μg / kg25 के बराबर या उससे अधिक थी। विशेष रूप से, α-बीएचसी, β-बीएचसी, लिंडेन और δ-बीएचसी के एलओक्यू मान 206 μg / kg और 384 μg / kg के बीच थे। एक अन्य काम में, लिंडेन और डिएल्ड्रिन का विश्लेषण क्यूईसीएचईआर विधि के एक ही संस्करण का उपयोग करके किया गया था, और क्रमशः 42 μg / kg और 292 μg / kg के LOQ मान प्राप्तकिए गए थे। इसी तरह, एक अन्य शोध कार्य ने भी क्यूईसीएचईआर और जीसी-एमएस का उपयोग करके एल्ड्रिन और हेप्टाक्लोर निर्धारित किया, जिसमें क्रमशः 13 और 23 μg / kg के LOQ मानथे।
वसूली और प्रजनन क्षमता मूल्यांकन तीन एकाग्रता स्तरों (कम, मध्यम और उच्च) पर तीन प्रतियों (एन = 9) में विकसित किया गया था। इस उद्देश्य के लिए, समग्र वसूली मूल्यों को मैट्रिक्स-मिलान अंशांकन के साथ अमोनियम फॉर्मेट का उपयोग करके क्यूईसीएचईआर विधि के आवेदन की शुरुआत में मिट्टी के नमूनों से प्राप्त कीटनाशक पीक क्षेत्र / आईएस (4,4'-डीडीई-डी 8) पीक क्षेत्र अनुपात की तुलना करके निर्धारित किया गया था। सभी मामलों में, प्रत्येक प्रतिकृति को एक ही अनुक्रम में दो बार इंजेक्ट किया गया था। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि आईएस का उपयोग करना, एक समस्थानिक रूप से लेबल मानक, पूरी प्रक्रिया के दौरान होने वाले कीटनाशकों के संभावित नुकसान के साथ-साथ मैट्रिक्स प्रभाव और / या उपकरण में संभावित परिवर्तनशीलता की भरपाई करने की अनुमति देता है। परिणामों के अनुसार, अधिकांश कीटनाशकों ने प्रत्येक स्पाइकिंग स्तर 28 पर आरएसडी ≤20% के साथ 70% -120% वसूली मूल्यों के स्वीकार्य मानदंडों को पूरा किया, जिसने विधि की प्रभावशीलता और पुनरावृत्ति का प्रदर्शन किया। फिर भी, हेप्टाक्लोर (122%), एंड्रिन (121%), और β-एंडोसल्फान (130%) के लिए समग्र वसूली मान (एन = 9) 120% से थोड़ा अधिक थे, हालांकि वे सुसंगत थे (आरएसडी <13%)। इस अर्थ में, तीन स्पाइकिंग स्तरों पर समग्र वसूली मूल्यों को ध्यान में रखते हुए, आरएसडी मूल्यों ≤20% के साथ 30% -140% की स्वीकार्यता मानदंड स्थापितकिया गया है।
अंत में, जीसी-एमएस के साथ युग्मित अमोनियम फॉर्मेट का उपयोग करके क्यूईसीएचईआर विधि कृषि मिट्टी के नमूनों में ओसीपी को सफलतापूर्वक निर्धारित कर सकती है। इस अध्ययन में यह दिखाया गया था कि पानी और एसिटोनिट्राइल परतों के बीच चरण पृथक्करण को प्रेरित करने के लिए 5 ग्राम अमोनियम फॉर्मेट के सरल जोड़ ने चयनित कीटनाशकों की उच्च वसूली के साथ उपयुक्त निष्कर्षण सुनिश्चित किया। हालांकि, मैट्रिक्स प्रभाव जारी रहा, इसलिए अन्य दृष्टिकोण, जैसे कि विश्लेषण रक्षकों को जोड़ना, बाद के कार्यों में अध्ययन किया जाना चाहिए। किसी भी मामले में, आधिकारिक क्यूईसीएचईआर संस्करणों के इस विकल्प का उपयोग मैग्नीशियम और सोडियम लवण के उपयोग के कारण विश्लेषणात्मक प्रणाली में जमा अवांछनीय ठोस पदार्थों से बचने के लिए किया जा सकता है, खासकर नियमित एलसी-एमएस-आधारित विश्लेषण में। बाद के मामले में, यह और भी दिलचस्प होगा क्योंकि अमोनियम फॉर्मेट सकारात्मक इलेक्ट्रोस्प्रे आयनीकरण में आयनीकरण के लिए एक सहायता है और सोडियम जोड़ों के बजाय अमोनियम जोड़ों के गठन को बढ़ा सकता है।
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Disclosures
मेरे पास खुलासा करने के लिए हितों का कोई टकराव नहीं है।
Acknowledgments
मैं जेवियर हर्नांडेज़-बोर्गेस और सेसिलिया ओर्टेगा-ज़मोरा को उनके अमूल्य समर्थन के लिए धन्यवाद देना चाहता हूं। मैं Universidad EAN और Universidad de La Laguna को भी धन्यवाद देना चाहता हूं।
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
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