הפרוטוקול הנוכחי מתאר ניתוח של שאריות חומרי הדברה רב-מעמדיים בזני אבוקדו באמצעות שיטת Quick-E asy-Ch eap-E ffective-R ugged-S afe (QuEChERS) עם פורמט אמוניום, ואחריה ספקטרומטריית מסה של כרומטוגרפיה-טנדם גז.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
הפרוטוקול הנוכחי מתאר ניתוח של שאריות חומרי הדברה רב-מעמדיים בזני אבוקדו באמצעות שיטת Quick-E asy-Ch eap-E ffective-R ugged-S afe (QuEChERS) עם פורמט אמוניום, ואחריה ספקטרומטריית מסה של כרומטוגרפיה-טנדם גז.
כרומטוגרפיית גז (GC) ספקטרומטריית מסה טנדם (MS/MS) עומדת כמכשיר אנליטי מוביל המשמש באופן נרחב למעקב אחר שאריות חומרי הדברה במזון. עם זאת, שיטות אלה פגיעות לאפקטים מטריציוניים (MEs), אשר עשויים להשפיע על כימות מדויק בהתאם לשילוב הספציפי של אנליטה ומטריצה. בין האסטרטגיות השונות להפחתת MEs, כיול מותאם מטריצה מייצג את הגישה הרווחת ביישומי שאריות חומרי הדברה בשל עלות-תועלת ויישומו הפשוט. במחקר זה, 45 חומרי הדברה מייצגים נותחו בשלושה זנים שונים של אבוקדו (כלומר, Criollo, Hass ו- Lorena) באמצעות שיטת Quick-E asy-Ch eap-E ffective-R ugged-S afe (QuEChERS) עם פורמט אמוניום ו- GC-MS/MS.
לשם כך, 5 גרם של דגימת אבוקדו הופק עם 10 מ"ל של acetonitrile, ולאחר מכן 2.5 גרם של אמוניום formate נוסף כדי לגרום הפרדת פאזה. לאחר מכן, הסופרנאטנט עבר תהליך ניקוי באמצעות מיצוי שלב מוצק מפוזר תוך שימוש ב-150 מ"ג של MgSO4 נטול מים, 50 מ"ג אמין ראשוני-משני, 50 מ"ג אוקטדצילסילן, 10 מ"ג פחמן שחור גרפי ו-60 מ"ג של חומר סורבנט מבוסס תחמוצת זירקוניום (Z-Sep+). ניתוח GC-MS/MS בוצע בהצלחה תוך פחות מ-25 דקות. ניסויי תיקוף קפדניים בוצעו כדי להעריך את ביצועי השיטה. בחינת עקומת כיול מותאמת מטריצה לכל זן אבוקדו העלתה כי ה-ME נשאר עקבי יחסית ופחות מ-20% (נחשב ל-ME רך) עבור רוב שילובי חומרי ההדברה/זן. יתר על כן, גבולות הכימות של השיטה היו נמוכים מ-5 מק"ג/ק"ג עבור כל שלושת הזנים. לבסוף, ערכי ההתאוששות של רוב חומרי ההדברה היו בטווח המקובל של 70-120%, עם ערכי סטיית תקן יחסית מתחת ל-20%.
באנליזה כימית, אפקט המטריצה (ME) יכול להיות מוגדר בדרכים שונות, אך הגדרה כללית מקובלת היא כדלקמן: הוא מתייחס לשינוי באות, במיוחד שינוי בשיפוע עקומת הכיול כאשר מטריצת הדגימה או חלק ממנה נוכחים במהלך ניתוח של אנליטי מסוים. כהיבט קריטי, ME מחייב חקירה יסודית במהלך תהליך התיקוף של כל שיטה אנליטית, שכן הוא משפיע ישירות על דיוק המדידה הכמותית עבור יעד אנליטי1. באופן אידיאלי, הליך קדם-טיפול לדוגמה צריך להיות סלקטיבי מספיק כדי למנוע חילוץ רכיבים כלשהם ממטריצת הדגימה. עם זאת, למרות מאמצים משמעותיים, רבים מרכיבי מטריצה אלה עדיין בסופו של דבר במערכות הקביעה הסופית ברוב המקרים. כתוצאה מכך, רכיבי מטריצה כאלה לעתים קרובות לסכן את ערכי ההתאוששות והדיוק, להציג רעש נוסף, ולהסלים את העלות הכוללת ואת העבודה הכרוכה בשיטה.
בכרומטוגרפיית גז (GC), ME נובע מנוכחותם של אתרים פעילים במערכת GC, אשר מקיימים אינטראקציה עם ניתוח המטרה באמצעות מנגנונים שונים. מצד אחד, מרכיבי המטריצה חוסמים או מסווים את האתרים הפעילים הללו שאחרת היו מתקשרים עם מנתחי המטרה, וכתוצאה מכך שיפור אותתכוף 2. מצד שני, אתרים פעילים שנשארים ללא הפרעה עלולים לגרום לשיא זנב או לפירוק אנליטי עקב אינטראקציות חזקות, מה שמוביל ל- ME שלילי. עם זאת, זה יכול להציע יתרונות פוטנציאליים במקרים מסוימים2. חשוב להדגיש כי השגת אינרטיות מלאה במערכת GC היא מאתגרת ביותר, למרות השימוש ברכיבים אינרטיים מאוד ותחזוקה נאותה. עם שימוש מתמשך, הצטברות של רכיבי מטריצה במערכת GC הופך בולט יותר, גרימת ME מוגברת. כיום, ידוע כי אנליטים המכילים חמצן, חנקן, זרחן, גופרית ואלמנטים דומים, מציגים ME גדול יותר מכיוון שהם מתקשרים בקלות עם אתרים פעילים אלה. לעומת זאת, תרכובות יציבות מאוד כגון פחמימנים או אורגנוהלוגנים אינם עוברים אינטראקציות כאלה ואינם מראים ME נצפה במהלך ניתוח 2,3.
בסך הכל, ME לא ניתן לבטל לחלוטין, מה שמוביל לפיתוח של מספר אסטרטגיות פיצוי או תיקון כאשר הסרה מלאה של רכיבי מטריצה אינו אפשרי. בין אסטרטגיות אלה, השימוש בתקנים פנימיים (ISs), מגני אנליטים, כיול תואם מטריצה, שיטת התוספת הסטנדרטית, או שינוי טכניקות הזרקה תועדו בספרות המדעית 1,2,4,5. הנחיות SANTE/11312/2021 המליצו גם הן על אסטרטגיות אלה6.
באשר ליישום כיול מותאם מטריצה כדי לפצות על MEs, רצפי דגימות במצבים מעשיים מקיפים סוגים שונים של מזונות או דגימות שונות מאותה סחורה. במקרה זה, ההנחה היא כי שימוש בכל מדגם מאותה סחורה יפצה למעשה על ME בכל הדגימות. עם זאת, חסרים מחקרים מספיקים בספרות הקיימת הבוחנים סוגיה זובאופן ספציפי 7.
קביעת ריבוי שאריות של חומרי הדברה במטריצות המכילות אחוז ניכר של שומן ופיגמנטים מהווה משימה מאתגרת. הכמות הניכרת של החומר המופק יכולה להשפיע באופן משמעותי על יעילות החילוץ ולהפריע לקביעה הכרומטוגרפית שלאחר מכן, מה שעלול לפגוע בעמודה, במקור ובגלאי, וכתוצאה מכך MEsמשמעותיים 8,9,10. כתוצאה מכך, ניתוח חומרי הדברה ברמות קורט במטריצות כאלה מחייב הפחתה משמעותית של רכיבי המטריצה לפני הניתוח תוך הבטחת ערכי התאוששות גבוהים7. השגת ערכי התאוששות גבוהים היא חיונית כדי להבטיח שניתוחי חומרי הדברה יישארו אמינים, מדויקים ועומדים בתקנים רגולטוריים. זה חיוני להבטחת בטיחות מזון, הגנה על הסביבה, וקבלת החלטות מושכלת בחקלאות ובתחומים קשורים.
אבוקדו הוא פרי בעל ערך מסחרי גבוה המגודל באקלים טרופי וים תיכוני ברחבי העולם ונצרך באופן נרחב הן באזורי מוצאו והן בשוקי הייצוא הרבים. מבחינה אנליטית, אבוקדו הוא מטריצה מורכבת המכילה מספר משמעותי של חומצות שומן (כלומר, אולאית, פלמיטית ולינולאית), בדומה לאגוזים, תכולת פיגמנט משמעותית, כמו בעלים ירוקים, וכן סוכרים וחומצות אורגניות, בדומה לאלה הנמצאים בפירות אחרים11. בשל אופיו השומני, יש לתת תשומת לב מיוחדת בעת שימוש בכל שיטה אנליטית לניתוח. בעוד שניתוח שאריות חומרי הדברה בוצע על אבוקדו באמצעות GC-MS במקרים מסוימים 8,12,13,14,15,16,17,18,19,20, הוא היה יחסית פחות שכיח בהשוואה למטריצות אחרות. ברוב המקרים, גרסה של שיטת Quick-E asy-Ch eap-E ffective-R ugged-S afe (QuEChERS) יושמה 8,12,13,14,15,16,17,18. אף אחד מהמחקרים הללו לא בדק את העקביות של MEs בין זני אבוקדו שונים.
לכן, מטרת עבודה זו הייתה לחקור את העקביות של MEs ואת ערכי ההתאוששות של 45 חומרי הדברה מייצגים על פני זנים שונים של אבוקדו (כלומר, Criollo, Hass, ו Lorena) באמצעות שיטת QuEChERS עם פורמט אמוניום ו GC-MS/MS. למיטב ידיעתנו, זו הפעם הראשונה שמחקר מסוג זה נערך על דגימות מטריקס שומניות כאלה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. הכנת מלאי ופתרונות עבודה
הערה: מטעמי בטיחות, מומלץ ללבוש כפפות ניטריל, מעיל מעבדה ומשקפי בטיחות לאורך כל הפרוטוקול.
2. איסוף דוגמאות
3. הכנת דוגמאות בשיטת QuEChERS עם פורמט אמוניום
הערה: איור 1 מדגים ייצוג סכמטי של שיטת QuEChERS עם פורמט אמוניום.
4. ניתוח אינסטרומנטלי באמצעות GC-MS/MS
5. רכישת נתונים
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תיקוף מקיף של השיטה האנליטית נערך בהתאם להנחיות SANTE/11312/20216, הכוללות הערכות של ליניאריות, ME, התאוששות וחזרתיות.
לצורך הערכת הלינאריות, נבנו עקומות כיול תואמות מטריצה באמצעות דגימות ריקות קוצניות ברמות ריכוז מרובות (בטווח שבין 5 ל-600 מק"ג/ק"ג). מקדמי הקביעה (R2) עבור רוב חומרי ההדברה שנבחרו נמצאו גבוהים או שווים ל-0.99, דבר המצביע על קשר ליניארי מאוד בין ריכוז לתגובה. נבחרה רמת הכיול הנמוכה ביותר (LCL) של 5 מיקרוגרם/ק"ג, תוך הקפדה על מגבלת השאריות המרב...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המגבלה העיקרית הקשורה לכיול תואם מטריצה נובעת מהשימוש בדוגמאות ריקות כתקני כיול. זה מוביל למספר מוגבר של דגימות שיש לעבד לניתוח והזרקה מוגברת של רכיבי מטריצה בכל רצף אנליטי, מה שעלול להוביל לדרישות תחזוקת מכשירים גבוהות יותר. עם זאת, אסטרטגיה זו מתאימה יותר מתוספת סטנדרטית, שתייצר מספר גדול בהרבה של דגימות להזרקה בשל הצורך לבצע עקומת כיול לכל דגימה. כתוצאה מכך, בשני המקרים, נדרש שימוש בטכניקות הכנת דגימות הממזערות מיצוי משותף כזה תוך שמירה על עלות-תועלת, מהירות ואמינה. בהקשר זה, שיטת QuEChERS הוכיחה את יעילותה בניתוח שאר...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין ניגודי עניינים לחשוף.
ברצוננו להודות לאוניברסיטת EAN ולאוניברסיטת לה לגונה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 3-אתוקסי-1,2-פרופנדיול | סיגמא אולדריץ' | 260428-1G | |
| אצטוניטריל | מרק | 1006652500 | |
| פורמט אמוניום | סיגמא אולדריץ' | 156264-1KG | |
| AOAC 20i/s autosampler | Shimadzu | 221-723115-58 | |
| שייקר אוטומטי MX-T6-PRO | SCILOGEX | 8.23222E+11 | |
| איזון | OHAUS | PA224 | |
| 15 מ"ל | Nest | 601002 | |
| , 2 מ"ל | Eppendorf | 4610-1815 | |
| , 50 מ"ל | |||
| Z206A | MERMLE | 6019500118 | |
| Choper 2L | Oster | 2114111 | |
| עמוד SH-Rxi-5sil MS, 30 m x 0.25 מ"מ, 0.25 ומיקרו; m | Shimadzu | 221-75954-30 | MS GC column |
| דיספנסט 5-50 מ"ל | מותג | 4600361 | |
| DSC-18 | סיגמא אולדריץ' | 52600-U | |
| D-סורביטול | סיגמא אולדריץ' | 240850-5G | |
| אתיל אצטט | Merk | 1313181212 | |
| GCMS-TQ8040 | Shimadzu | 211552 | |
| פחמן שחור גרפיטי | סיגמא אולדריץ' | 57210-U | |
| מזרק הזרקה | Shimadzu | LC2213461800 | |
| חומצה L-גולונית וגמא;-לקטון | סיגמא אולדריץ' | 310301-5G | |
| לינר מפוצל | Shimadzu | 221-4887-02 | |
| מגנזיום גופרתי אנהידרוס | סיגמא אולדריץ' | M7506-2KG | |
| מתנול | Panreac | 131091.12.12 | |
| Milli-Q מים טהורים במיוחד (סוג 1) | Millipore | F4H4783518 | |
| קצות פיפטה 10 - 100 ומיקרו; L | Biologix | 200010 | |
| קצות פיפטות 100 - 1000 ומיקרו; L | מותג | 541287 | |
| טיפים לפיפטה 20 - 200 ומיקרו; מותג L | 732028 | ||
| פיפטות פסטר | NORMAX | 5426023 | |
| פיפטה טרנספרפטה S variabel 10 - 100 µ L | מותג | 704774 | |
| פיפטה טרנספרפט S variabel 100 - 1000 ומיקרו; L | BRAND | 704780 | |
| פיפטה טרנספרפטה S variabel 20 - 200 ומיקרו; L | SCILOGEX | 7.12111E+11 | |
| אמין ראשוני-משני | סיגמא אולדריץ' | 52738-U | |
| חומצה שיקימית | סיגמא אולדריץ' | S5375-1G | |
| מסנן מזרק PTFE/L 25 מ"מ, 0.45 ומיקרו; m | NORMAX | FE2545I | |
| טריפניל פוספט (QC) | בקבוקוני סיגמא אולדריץ' | 241288-50G | |
| עם תוספת התמזגות | סיגמא אולדריץ' | 29398-U | |
| Z-SEP+ | סיגמא אולדריץ' | 55299-U | ספיגה |
| <חזקה>חומרי הדברהחזקים | <חזקים>CAS מספר רישום | ||
| 4,4&חריף;-DDD | סיגמא אולדריץ' | 35486-250 מ"ג | 72-54-8 |
| 4,4 חריף;-DDE | סיגמא אולדריץ' | 35487-100 מ"ג | 72-55-9 |
| 4,4 חריף;-DDT | סיגמא אולדריץ' | 31041-100 מ"ג | 50-29-3 |
| אלכלור | סיגמא אולדריץ' | 45316-250 מ"ג | 15972-60-8 |
| אלדרין | סיגמא אולדריץ' | 36666-25 מ"ג | 309-00-2 |
| Atrazine | Sigma Aldrich | 45330-250MG-R | 1912-24-9 |
| Atrazine-d5 (IS) | Sigma Aldrich | 34053-10MG-R | 163165-75-1 |
| Buprofezin | Sigma Aldrich | 37886-100MG | 69327-76-0 |
| Carbofuran | Sigma Aldrich | 32056-250-MG | 1563-66-2 |
| Chlorpropham | Sigma Aldrich | 45393-250MG | 101-21-3 |
| כלורפיריפוס | סיגמא אולדריץ' | 45395-100 מ"ג | 2921-88-2 |
| כלורפיריפוס-מתיל | סיגמא אולדריץ' | 45396-250 מ"ג | 5598-13-0 |
| דלטמתרין | סיגמא אולדריץ' | 45423-250 מ"ג | 52918-63-5 |
| דיכלורן | סיגמא אולדריץ' | 45435-250 מ"ג | 99-30-9 |
| דיכלורובו | סיגמא אולדריץ' | 45441-250 מ"ג | 62-73-7 |
| Dieldrin | Sigma Aldrich | 33491-100MG-R | 60-57-1 |
| Diphenylamine | Sigma Aldrich | 45456-250MG | 122-39--4 |
| Endosulfan A | Sigma Aldrich | 32015-250MG | 115-29-7 |
| Endrin | Sigma Aldrich | 32014-250MG | 72-20-8 |
| EPN | Sigma Aldrich | 36503-100MG | 2104-64-5 |
| Esfenvalerate | סיגמא אולדריץ' | 46277-100MG | 66230-04-4 |
| אתיון | סיגמא אולדריץ' | 45477-250MG | 563-12-2 |
| פנמיפוס | סיגמא אולדריץ' | 45483-250MG | 22224-92-6 |
| Fenitrothion | Sigma Aldrich | 45487-250MG | 122-14-5 |
| Fenthion | Sigma Aldrich | 36552-250MG | 55-38-9 |
| Fenvalerate | Sigma Aldrich | 45495-250MG | 51630-58-1 |
| HCB | Sigma Aldrich | 45522-250MG | 118-74-1 |
| Iprodione | Sigma Aldrich | 36132-100MG | 36734-19-7 |
| Lindane | Sigma Aldrich | 45548-250MG | 58-89-9 |
| Malathion | Sigma Aldrich | 36143-100MG | 121-75-5 |
| Metalaxyl | Sigma Aldrich | 32012-100MG | 57837-19-1 |
| Methidathion | Sigma Aldrich | 36158-100MG | 950-37-8 |
| Myclobutanil | Sigma Aldrich | 34360-100MG | 88671-89-0 |
| Oxyfluorfen | Sigma Aldrich | 35031-100MG | 42874-03-3 |
| Parathion-methyl | Sigma Aldrich | 36187-100MG | 298-00-0 |
| Penconazol | Sigma Aldrich | 36189-100MG | 66246-88-6 |
| Pirimiphos-methyl | Sigma Aldrich | 32058-250MG | 29232-93-7 |
| Propiconazole | Sigma Aldrich | 45642-250MG | 60207-90-1 |
| Propoxur | Sigma Aldrich | 45644-250MG | 114-26-1 |
| Propyzamide | Sigma Aldrich | 45645-250MG | 23850-58-5 |
| Pyriproxifen | Sigma Aldrich | 34174-100MG | 95737-68-1 |
| טולקלופוס-מתיל | סיגמא אולדריץ | 31209-250MG | 5701804-9 |
| Triadimefon | Sigma Aldrich | 45693-250MG | 43121-43-3 |
| Triflumizole | Sigma Aldrich | 32611-100MG | 68694-11-1 |
| α-HCH | Sigma Aldrich | 33377-50MG | 319-86-8 |
| β-HCH | Sigma Aldrich | 33376-100MG | 319-85-7 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.