הפרוטוקול הנוכחי מתאר את השימוש בפורמט אמוניום לחלוקת פאזה ב- QuEChERS, יחד עם ספקטרומטריית כרומטוגרפיה-מסה של גז, כדי לקבוע בהצלחה שאריות חומרי הדברה אורגנוכלורין בדגימת קרקע.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
הפרוטוקול הנוכחי מתאר את השימוש בפורמט אמוניום לחלוקת פאזה ב- QuEChERS, יחד עם ספקטרומטריית כרומטוגרפיה-מסה של גז, כדי לקבוע בהצלחה שאריות חומרי הדברה אורגנוכלורין בדגימת קרקע.
כיום, שיטת QuEChERS מייצגת את פרוטוקול הכנת הדגימות הנפוץ ביותר בעולם לניתוח שאריות חומרי הדברה במגוון רחב של מטריצות הן במעבדות רשמיות והן במעבדות לא רשמיות. שיטת QuEChERS המשתמשת בפורמט אמוניום הוכיחה בעבר את עצמה כיתרון בהשוואה לגרסה המקורית ולשתי הגרסאות הרשמיות. מצד אחד, תוספת פשוטה של 0.5 גרם של פורמט אמוניום לכל גרם של מדגם מספיק כדי לגרום להפרדת פאזה ולהשיג ביצועים אנליטיים טובים. מצד שני, פורמט אמוניום מפחית את הצורך בתחזוקה בניתוחים שגרתיים. כאן, שיטת QuEChERS שונה באמצעות פורמט אמוניום יושמה לניתוח סימולטני של שאריות חומרי הדברה אורגנוכלורין (OCP) בקרקע חקלאית. באופן ספציפי, 10 גרם של המדגם היה hydrated עם 10 מ"ל של מים ולאחר מכן מופק עם 10 מ"ל של אצטוניטריל. לאחר מכן, הפרדת פאזה בוצעה באמצעות 5 גרם של פורמט אמוניום. לאחר צנטריפוגה, הסופרנטנט היה נתון לשלב ניקוי מיצוי פאזה מוצקה מפוזרת עם מגנזיום גופרתי נטול מים, אמין ראשוני-משני ואוקטדצילסילן. ספקטרומטריית גז כרומטוגרפיה-מסה שימשה כטכניקה האנליטית. שיטת QuEChERS המשתמשת בפורמט אמוניום מודגמת כחלופה מוצלחת לחילוץ שאריות OCP מדגימת קרקע.
הצורך להגדיל את ייצור המזון הוביל לשימוש אינטנסיבי ונרחב בחומרי הדברה ברחבי העולם בעשורים האחרונים. חומרי הדברה מוחלים על הגידולים כדי להגן עליהם מפני מזיקים ולהגדיל את תנובת היבולים, אך שאריותיהם בדרך כלל מגיעות לסביבת הקרקע, במיוחד באזורים חקלאיים1. יתר על כן, לחלק מחומרי ההדברה, כגון חומרי הדברה אורגנוכלורין (OCPs), יש מבנה יציב מאוד, ולכן השאריות שלהם אינן מתפרקות בקלות ונמשכות בקרקע במשך זמן רב2. בדרך כלל, הקרקע יש יכולת גבוהה לצבור שאריות חומרי הדברה, במיוחד כאשר יש לו תוכן גבוה של חומר אורגני3. כתוצאה מכך, הקרקע היא אחד התאים הסביבתיים המזוהמים ביותר על ידי שאריות חומרי הדברה. לדוגמה, אחד המחקרים המלאים עד כה מצא כי 83% מתוך 317 קרקעות חקלאיות מרחבי האיחוד האירופי היו מזוהמות עם אחד או יותר שאריות הדברה4.
זיהום קרקע על ידי שאריות חומרי הדברה עלול להשפיע על מינים שאינם מטרה, על תפקוד הקרקע ועל בריאות הצרכנים דרך שרשרת המזון בגלל הרעילות הגבוהה של השאריות 5,6. כתוצאה מכך, הערכת שאריות חומרי הדברה בקרקע חיונית להערכת ההשפעות השליליות הפוטנציאליות שלהם על הסביבה ועל בריאות האדם, במיוחד במדינות מתפתחות בשל היעדר תקנות מחמירות על השימוש בחומרי הדברה7. זה הופך את ניתוח ריבוי שאריות חומרי ההדברה לחשוב יותר ויותר. עם זאת, הניתוח המהיר והמדויק של שאריות חומרי הדברה בקרקע הוא אתגר קשה בשל מספרם הרב של החומרים המפריעים, כמו גם רמת הריכוז הנמוכה והתכונות הפיסיקוכימיות המגוונות של אנליטים אלה4.
מבין כל שיטות ניתוח שאריות חומרי ההדברה, שיטת QuEChERS הפכה לאפשרות המהירה, הקלה, הזולה ביותר, היעילה ביותר, החזקה והבטוחה ביותר8. שיטת QuEChERS כוללת שני שלבים. בשלב הראשון מבוצעת מיצוי בקנה מידה זעיר המבוסס על חלוקה באמצעות המלחה בין שכבה מימית לשכבת אצטוניטריל. בשלב השני, מתבצע תהליך ניקוי תוך שימוש במיצוי פאזה מוצקה מתפזרת (dSPE); טכניקה זו משתמשת בכמויות קטנות של מספר שילובים של סורבנטים נקבוביים כדי להסיר רכיבים מפריעי מטריצה ומתגברת על החסרונות של SPE9 קונבנציונאלי. לפיכך, ה- QuEChERS היא גישה ידידותית לסביבה עם מעט ממסים / כימיקלים הולכים לפסולת המספקת תוצאות מדויקות מאוד וממזערת מקורות פוטנציאליים של שגיאות אקראיות ושיטתיות. למעשה, הוא יושם בהצלחה לניתוח שגרתי בתפוקה גבוהה של מאות חומרי הדברה, עם ישימות חזקה כמעט בכל סוגי הדגימות הסביבתיות, החקלאיות והביולוגיות 8,10. עבודה זו נועדה ליישם ולאמת שינוי חדש של שיטת QuEChERS שפותחה בעבר והוצמדה ל- GC-MS כדי לנתח OCPs בקרקע חקלאית.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. הכנת פתרונות המלאי
הערה: מומלץ ללבוש כפפות ניטריל, מעיל מעבדה ומשקפי בטיחות במהלך כל הפרוטוקול.
2. איסוף דגימות
3. הכנת דוגמאות בשיטת QuEChERS המתוקנת באמצעות פורמט אמוניום
הערה: איור 1 מציג ייצוג סכמטי של שיטת QuEChERS ששונתה.
4. ניתוח אינסטרומנטלי על ידי GC-MS
5. איסוף נתונים
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
האימות המלא של השיטה האנליטית בוצע במונחים של ליניאריות, אפקטים מטריצה, התאוששות, וחזרתיות.
עקומות כיול תואמות מטריצה עם דגימות ריקות מחודדות בשש רמות ריכוז (5 מיקרוגרם/ק"ג, 10 מיקרוגרם/ק"ג, 50 מיקרוגרם/ק"ג, 100 מיקרוגרם/ק"ג, 200 מיקרוגרם/ק"ג ו-400 מיקרוגרם/ק"ג) שימשו להערכת הלינאריות. מקדמי הקביעה (R2) היו גבוהים או שווים ל-0.99 עבור כל ה-OCPs. רמת הכיול הנמוכה ביותר (LCL) נקבעה על 5 מיקרוגרם/ק"ג, העומדת במגבלה המרבית המותרת שנקבעה על 10 מיקרוגרם/ק"ג למטרות ניטור ביישומי מזון
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
9 המקורי ושתי הגרסאות הרשמיות13,14 של שיטת QuEChERS משתמשים במגנזיום גופרתי יחד עם נתרן כלורי, אצטט או מלחי ציטראט כדי לקדם הפרדת אצטוניטריל/תערובת מים במהלך המיצוי. עם זאת, מלחים אלה נוטים להיות מופקדים כמוצקים על פני השטח במקור ספקטרומטריית המסות (MS), מה שגורם לצורך בתחזוקה מוגברת של שיטות מבוססות כרומטוגרפיה נוזלית (LC)-MS. במונחים של התגברות על חסרונות אלה, González-Curbelo et al.15 דיווחו כי פורמט האמוניום הנד...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
אין לי ניגודי עניינים לחשוף.
אני רוצה להודות לחאבייר הרננדס-בורחס וססיליה אורטגה-זמורה על תמיכתם שלא תסולא בפז. אני גם רוצה להודות לאוניברסיטת EAN ולאוניברסיטת לה לגונה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 15 מ"ל צינורות צנטריפוגה חרוטיים מזכוכית חד פעמית | PYREX | 99502-15 | |
| צינורות צנטריפוגה 2 מ"ל | Eppendorf | 30120094 | |
| צינורות צנטריפוגה 50 מ"ל עם מכסי בורג | VWR | 21008-169 | |
| 5977B גלאי סלקטיבי המוני | Agilent Technologies | 1617R019 | |
| 7820A מערכת כרומטוגרפיה גז | Agilent Technologies | ||
| אצטון | סופלקו | 1006582500 | |
| אצטוניטריל | VWR | 83642320 | |
| פורמט אמוניום | VWR | 21254260 | |
| שייקר אוטומטי KS 3000 i שליטה | IKA | 3940000 | |
| איזון | Sartorius Lab Instruments Gmbh & Co | ENTRIS224I-1S | |
| Bondesil-C18, 40 ומיקרו; m | Agilent Technologies | 12213012 | |
| Bondesil-PSA, 40 ומיקרו; m | Agilent Technologies | 12213024 | |
| Cyclohexane | VWR | 85385320 | |
| EPA TCL חומרי הדברה תערובת | Sigma Aldrich | 48913 | |
| אתיל אצטט | Supelco | 1036492500 | |
| G4567A דגימה אוטומטית | Agilent Technologies | 19490057 | |
| HP-5ms אולטרה אינרטי (5%-פניל)-מתילפוליסילוקסן 30 מ' x 250 & מיקרו; m x 0.25 ומיקרו; m column | Agilent Technologies | 19091S-433UI | |
| מגנזיום סולפט מונוהידראט | סיגמא אולדריץ' | 434183-1KG | |
| צנטריפוגה מגה כוכב 3.R VWR | 521-1752 | ||
| שיפוע Milli-Q A10 | Millipore | RR400Q101 | |
| p,p'-DDE-d8 | Dr Ehrenstorfer | DRE-XA12041100AC | |
| טיפים לפיפטה 2 - 200 & מיקרו; L | BRAND | 732008 | |
| קצות פיפטה 5 מ"ל | 702595 | למותג | |
| קצות פיפטה 50 - 1000 uL | BRAND | 732012 | |
| Pippette Transferpette S variabel 10 - 100 & micro; L | מותג | 704774 | |
| פיפטה טרנספרפט S variabel 100 - 1000 ומיקרו; L | BRAND | 704780 | |
| פיפטה טרנספרפטה S variabel 20 - 200 ומיקרו; | L מותג | 704778 | |
| פיפטה טרנספרפטה S variabel 500 - 5000 ומיקרו; בקבוקוני 704782 | מותג | ||
| L עם תוספת התמזגות | Sigma Aldrich | 29398-U | |
| OCPs | CAS מספר רישום | ||
| 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 | ||
| דילדרין | 60-57-1 | ||
| אנדרין | 72-20-8 | ||
| &בטא;-אנדוסולפן | 33213-65-9 | ||
| 4,4'-DDD | 72-54-8 | ||
| אנדוסולפן סולפט | 1031-07-8 | ||
| 4,4'-DDT | 50-29-3 | ||
| אנדרין קטון | 53494-70-5 | ||
| מתוקסיכלור | 72-43-5 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.