Analyse von Organochlorpestiziden in einer Bodenprobe mit einem modifizierten QuEChERS-Ansatz unter Verwendung von Ammoniumformiat

Zusammenfassung

Das vorliegende Protokoll beschreibt die Verwendung von Ammoniumformiat für die Phasenverteilung in QuEChERS, zusammen mit der Gaschromatographie-Massenspektrometrie, um organische Chlorpestizidrückstände in einer Bodenprobe erfolgreich zu bestimmen.

Zusammenfassung

Derzeit stellt die QuEChERS-Methode das weltweit am weitesten verbreitete Probenvorbereitungsprotokoll für die Analyse von Pestizidrückständen in einer Vielzahl von Matrices sowohl in offiziellen als auch in nicht-offiziellen Laboratorien dar. Das QuEChERS-Verfahren mit Ammoniumformiat hat sich bisher gegenüber dem Original und den beiden offiziellen Versionen als vorteilhaft erwiesen. Zum einen reicht die einfache Zugabe von 0,5 g Ammoniumformiat pro Gramm Probe aus, um eine Phasentrennung zu induzieren und eine gute analytische Leistung zu erzielen. Auf der anderen Seite reduziert Ammoniumformiat den Wartungsaufwand bei Routineanalysen. Hier wurde eine modifizierte QuEChERS-Methode unter Verwendung von Ammoniumformiat für die simultane Analyse von Organochlorpestizidrückständen (OCP) in landwirtschaftlichen Böden angewendet. Insbesondere wurden 10 g der Probe mit 10 ml Wasser hydratisiert und dann mit 10 ml Acetonitril extrahiert. Als nächstes wurde die Phasentrennung unter Verwendung von 5 g Ammoniumformiat durchgeführt. Nach der Zentrifugation wurde der Überstand einem dispersiven Festphasenextraktionsreinigungsschritt mit wasserfreiem Magnesiumsulfat, primär-sekundärem Amin und Octadecylsilan unterzogen. Als Analysetechnik wurde die Gaschromatographie-Massenspektrometrie eingesetzt. Die QuEChERS-Methode unter Verwendung von Ammoniumformiat hat sich als erfolgreiche Alternative zur Extraktion von OCP-Rückständen aus einer Bodenprobe erwiesen.

Einleitung

Die Notwendigkeit, die Nahrungsmittelproduktion zu steigern, hat in den letzten Jahrzehnten weltweit zu einem intensiven und weit verbreiteten Einsatz von Pestiziden geführt. Pestizide werden auf die Pflanzen aufgebracht, um sie vor Schädlingen zu schützen und die Ernteerträge zu steigern, aber ihre Rückstände landen in der Regel in der Bodenumgebung, insbesondere in landwirtschaftlichen Gebieten¹. Darüber hinaus haben einige Pestizide, wie z.B. Organochlorpestizide (OCPs), eine sehr stabile Struktur, so dass sich ihre Rückstände nicht leicht zersetzen und lange im Boden verbleiben². Im Allgemeinen hat der Boden eine hoh....

Protokoll

1. Vorbereitung der Stammlösungen

HINWEIS: Es wird empfohlen, während des gesamten Protokolls Nitrilhandschuhe, einen Laborkittel und eine Schutzbrille zu tragen.

1. Herstellen einer Stammlösung in Aceton mit 400 mg/l aus einer handelsüblichen Mischung von OCPs (siehe Materialtabelle) mit 2.000 mg/l in Hexan:Toluol (1:1) in einem 25-ml-Messkolben. Tabelle 1 zeigt die ausgewählten OCPs.
2. Die nachfolgenden Stammlösungen werden in Aceton in Konzentrationen von 50 mg/l, 1 mg/l und 0,08 mg/l in 10-ml-Meßkolben hergestellt und in Braunglasdurchstechflaschen bei −18 °C gelagert.

Ergebnisse

Die vollständige Validierung der analytischen Methode wurde in Bezug auf Linearität, Matrixeffekte, Wiederfindung und Wiederholbarkeit durchgeführt.

Für die Linearitätsbeurteilung wurden matrixangepasste Kalibrierkurven mit spitzen Blindproben in sechs Konzentrationsstufen (5 μg/kg, 10 μg/kg, 50 μg/kg, 100 μg/kg, 200 μg/kg und 400 μg/kg) verwendet. Die Bestimmungskoeffizienten (^R2) waren für alle OCPs größer oder gleich 0,99. Der niedrigste Kalibrierwert (LCL) wurde auf 5 μg/kg fest.......

Diskussion

Die ursprüngliche⁹ und die beiden offiziellen Versionen¹³, ¹⁴ der QuEChERS-Methode verwenden Magnesiumsulfat zusammen mit Natriumchlorid-, Acetat- oder Citratsalzen^, um die Trennung von Acetonitril und Wassergemisch während der Extraktion zu fördern. Diese Salze neigen jedoch dazu, als Feststoffe auf den Oberflächen in der Massenspektrometrie (MS) -Quelle abgeschieden zu werden, was zu einer erhöhten Wartung von Flüssigchromatographie (LC).......

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
15 mL konische Einweg-Zentrifugenröhrchen aus Glas	PYREX	99502-15
2 mL Zentrifugenröhrchen	Eppendorf	30120094
50 mL Zentrifugenröhrchen mit Schraubverschlüssen	VWR	21008-169
5977B massenselektiver Detektor	Agilent Technologies	1617R019
7820A Gaschromatographie-System	Agilent Technologies
Aceton	Supelco	1006582500
Acetonitril	VWR	83642320
Ammoniumformiat	VWR	21254260
Automatischer Schüttler KS 3000 i control	IKA	3940000
Balance	Sartorius Lab Instruments Gmbh & Co	ENTRIS224I-1S
Bondesil-C18, 40 & Mikro; m	Agilent Technologies	12213012
Bondesil-PSA, 40 & micro; m	Agilent Technologies	12213024
Cyclohexan	VWR	85385320
EPA TCL Pestizidmischung	Sigma Aldrich	48913
Ethylacetat	Supelco	1036492500
G4567A automatischer Probenehmer	Agilent Technologies	19490057
HP-5ms Ultra Inert (5%-Phenyl)-methylpolysiloxan 30 m x 250 & Mikro; m x 0,25 &Mikro; m Säule	Agilent Technologies	19091S-433UI
Magnesiumsulfat-Monohydrat	Sigma Aldrich	434183-1KG
Mega Star 3.R Zentrifuge	VWR	521-1752
Milli-Q gradient A10	Millipore	RR400Q101
p,p'-DDE-d8	Dr Ehrenstorfer	DRE-XA12041100AC
Pipettenspitzen 2 - 200 & Mikro; L	BRAND	732008
Pipettenspitzen 5 mL	BRAND	702595
Pipettenspitzen 50 - 1000 μl	BRAND	732012
Pippette Transferpette S variabel 10 - 100 & micro; L	MARKE	704774
Pippette Transferpette S variabel 100 - 1000 µ	L MARKE	704780
Pippette Transferpette S variabel 20 - 200 & micro; L	MARKE	704778
Pippette Transferpette S variabel 500 - 5000 µ L	MARKE	704782
Fläschchen mit eingeschmolzenem	Einsatz Sigma Aldrich	29398-U
OCPs<		strong>CAS Registrierungsnummer
α-BHC		319-84-6
β-BHC		319-85-7
Lindan		58-89-9
δ-BHC		319-86-8
Heptachlor		76-44-8
Aldrin		309-00-2
Heptachlorepoxid		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
Endosulfansulfat		1031-07-8
4,4'-DDT		50-29-3
Endrin Keton		53494-70-5
Methoxychlor		72-43-5

16162016