Oznaczanie 45 pestycydów w odmianach awokado metodą QuEChERS i chromatografią gazową ze spektrometrią mas w tandemie
8 grudnia 2023
Niniejszy protokół opisuje analizę wieloklasowych pozostałości pestycydów w odmianach awokado przy użyciu metody Qu ick-Easy-Ch eap-E effective-R ugged-S afe (QuEChERS) z mrówczanem amonu, a następnie chromatografii gazowej i tandemowej spektrometrii mas.
Aby rozpocząć przygotowanie próbki metodą QuEChERS, należy zważyć pięć gramów próbki awokado w 50-mililitrowej probówce wirówkowej. Dodać 50 mikrolitrów proceduralnego wzorca wewnętrznego lub roztworu P-IS do probówki. Dodaj 10 mililitrów acetonu nitrylu do probówki wirówkowej i potrząsaj probówką z prędkością 70 obr./min przez pięć minut.
Następnie dodaj do niego 2,5 grama mrówczanu amonu i ponownie potrząsaj probówką z prędkością 70 obr./min przez pięć minut. Następnie odwirować probówkę o stężeniu 1 800 G przez pięć minut. Następnie do dwumililitrowej probówki wirówkowej należy pobrać odpowiednie ilości odczynników wyświetlanych na ekranie.
Następnie dodaj jeden mililitr ekstraktu do probówki w celu oczyszczenia za pomocą dyspersyjnej ekstrakcji do fazy stałej. Wirować probówkę przez 30 sekund, a następnie odwirować ją do 1,800 G przez pięć minut. Przenieść 200 mikrolitrów oczyszczonego ekstraktu do fiolki z automatycznym samplerem i dodać 20 mikrolitrów roztworu środka ochronnego analitu, a następnie dodać 50 mikrolitrów wstępnie przygotowanego roztworu fosforanu trifenylu.
Na koniec wykonaj analizę instrumentalną za pomocą systemu GC-MS/MS. Analizy należy przeprowadzać za pomocą systemu GC-MS/MS z potrójnym kwadrupolem wyposażonym w interfejs jonizacji elektronów o napięciu 70 elektronowoltów w autosamplerze. Upewnij się, że ciśnienie gazu jest prawidłowe, hel na poziomie 140 PSI, a argon na poziomie 65 PSI.
Włącz główny przełącznik GC znajdujący się na panelu przednim i włącz przełącznik MS znajdujący się z tyłu. Otwórz oprogramowanie do analizy w czasie rzeczywistym GC-MS, które steruje wszystkimi parametrami systemu GC-MS/MS. Kliknij Kontrola podciśnienia, następnie Zaawansowane, a następnie Pompa rotacyjna 1, aby zainicjować system próżniowy.
Kliknij Start, aby włączyć pierwszą i drugą pompę turbomolekularną. Następnie kliknij opcję Start dla podgrzewacza źródła jonów. Ustaw temperaturę interfejsu MS na 250 stopni Celsjusza, a temperaturę źródła jonów na 300 stopni Celsjusza.
Utrzymuj piekarnik GC w początkowej temperaturze 50 stopni Celsjusza przez jedną minutę, a następnie zwiększ go do 180 stopni Celsjusza z szybkością 25 stopni Celsjusza na minutę. Następnie zwiększ temperaturę do 230 stopni Celsjusza przy pięciu stopniach Celsjusza na minutę, a następnie do 290 stopni Celsjusza przy 25 stopniach Celsjusza na minutę. Następnie utrzymuj stałą temperaturę na poziomie 290 stopni Celsjusza przez sześć minut.
Całkowity czas analizy to 24,6 minuty. Po włączeniu wszystkich tych systemów kliknij Zamknij. Następnie kliknij opcję Strojenie w oprogramowaniu do analizy i wybierz Widok monitora pików, aby przeprowadzić wstępną weryfikację warunków spektrometru mas.
Kliknij Przejęcie, a następnie w wyświetlonym oknie kliknij Pobierz parametry początkowe. Sprawdź, czy sprzęt jest gotowy GC i gotowy MS. Aby uzyskać dane, kliknij Nowy plik wsadowy w oprogramowaniu i utwórz sekwencję zawierającą informacje, takie jak nazwa próbki, identyfikator próbki, plik metody, plik danych, wolumin iniekcji i plik strojenia. W razie potrzeby dodaj wiersze i kliknij Zapisz.
Kliknij Batch Start i poczekaj, aby rozpoczął się proces wstrzykiwania. Wykonaj iniekcję w temperaturze 250 stopni Celsjusza w trybie podzielonej listy, utrzymując objętość wstrzyknięcia wynoszącą jeden mikrolitr. Po upływie jednej minuty od wstrzyknięcia należy otworzyć szczelinę.
Analizuj anality przy użyciu trybu monitorowania reakcji wielokrotnych lub MRM, który jest standardowym trybem stosowanym w systemach MS/MS z potrójnym kwadrupolem. Otwórz oprogramowanie do analizy po uruchomieniu w celu analizy danych. Kliknij na wstrzyknięcie, które chcesz przeanalizować, przejdź przez tabelę zawierającą anality i wybierz interesujący nas pik.
Kliknij pik lub obszar zainteresowania, aby zobrazować chromatogram, przejrzeć integracje pików i, jeśli to konieczne, przeprowadzić integrację ręczną. Zweryfikuj obszary wszystkich analitów, aby wykonać niezbędne obliczenia i ocenę metody. Generowanie krzywych kalibracyjnych dopasowanych do matrycy wykazało stosunkowo spójny efekt matrycy wynoszący mniej niż 20%, sklasyfikowany jako miękki ME dla większości kombinacji pestycydów.
Wyniki przedstawione na rysunku wykazały liczbę pestycydów, których średni procent odzysku mieścił się w dopuszczalnym zakresie od 70 do 120% dla każdego rodzaju awokado. Znaczna część badanych pestycydów wykazywała procentowy odzysk mieszczący się w określonym zakresie, przy względnych wartościach odchylenia standardowego poniżej 20%
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Ten protokół opisuje analizę wieloklasových pozostałości pestycydów w odmianach awokado przy użyciu metody QuEChERS z formianiem amonu, następnie chromatografią gazową z tandemową spektrometrią masową. Metoda jest zaprojektowana, aby być szybka, łatwa i skuteczna dla badaczy w tej dziedzinie.
Kluczowe komponenty badania
Obszar nauki
- Neuronauki
- Biochemia
- Chemia analityczna
Tło
- Pozostałości pestycydów mogą wpływać na bezpieczeństwo żywności i zdrowie ludzi.
- Awokado jest popularnym owocem, który może być narażony na różne pestycydy.
- Metoda QuEChERS jest szeroko stosowana w analizie pestycydów ze względu na swoją efektywność.
- Chromatografia gazowa z tandemową spektrometrią masową zapewnia wysoką czułość i specyficzność.
Cel badania
- Opracowanie niezawodnej metody wykrywania pozostałości pestycydów w awokado.
- Zapewnić bezpieczeństwo żywności poprzez monitorowanie poziomów pestycydów.
- Dostarczenie protokołu, który może być łatwo zreplikowane przez innych badaczy.
Zastosowane metody
- Przygotowanie próbek za pomocą metody QuEChERS.
- Ważenie próbek awokado i dodanie standardów wewnętrznych.
- Użycie acetonitrylu i formianu amonu do ekstrakcji.
- Centrifugowanie i analiza za pomocą chromatografii gazowej z tandemową spektrometrią masową.
Główne wyniki
- Metoda skutecznie wykrywa wiele pozostałości pestycydów.
- Osiągnięto wysokie współczynniki odbicia dla różnych pestycydów.
- Protokół jest powtarzalny i wydajny w analizie awokado.
- Wyniki pokazują znaczenie monitorowania poziomów pestycydów w awokado.
Konkluzje
- Metoda QuEChERS jest skuteczna w analizie pozostałości pestycydów w awokado.
- To badanie przyczynia się do badań nad bezpieczeństwem żywności i monitorowaniem pestycydów.
- Przyszłe badania mogą rozszerzyć tę metodę na inne owoce i warzywa.
Często zadawane pytania
Executive Industry Relevance
Robust quantification of pesticide residues in complex food matrices is critical for ensuring product safety and regulatory compliance in food and agricultural biotechnology pipelines. The integration of QuEChERS extraction with GC-MS/MS enables high-throughput, reproducible detection of multiple analytes, supporting risk assessment and quality control. This workflow underpins portfolio-wide confidence in residue monitoring and informs go/no-go decisions for product release and market entry.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables rigorous hypothesis testing regarding pesticide presence and distribution in diverse avocado varieties.
- Supports biological de-risking by quantifying matrix effects and validating extraction efficiency across sample types.
- Facilitates predictive confidence in residue detection, informing early-stage safety assessments.
Screening & Assay Development
- Delivers standardized sample preparation and cleanup, ensuring reproducibility across analytical runs.
- Provides quantitative outputs with matrix-matched calibration, supporting assay validation and method transferability.
- Enables scalable, high-throughput screening of multiple pesticides in complex matrices.
Translational & Preclinical Research
- Aligns analytical outputs with regulatory thresholds for food safety, supporting translational risk assessment.
- Ensures continuity from analytical discovery to preclinical evaluation of food safety interventions.
- Reduces mechanistic ambiguity by controlling for matrix effects and recovery variability.
Pipeline & Workflow Integration
This method integrates into the analytical discovery-to-quality control continuum, bridging early detection with downstream regulatory and translational workflows.
- Discovery Biology: Supports hypothesis-driven residue analysis and matrix effect quantification.
- Screening: Provides validated, reproducible assay conditions for multi-analyte detection.
- Analytics: Delivers quantitative calibration curves and recovery metrics for robust data comparison.
- Translational Research: Aligns analytical performance with food safety benchmarks and regulatory requirements.
- Enterprise Reuse: Offers a modular, adaptable workflow for diverse crop and matrix applications.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces analytical uncertainty in residue quantification.
- Operational Value: Standardizes extraction and analysis, enabling reproducibility and scalability.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions and enhances capital efficiency by reducing late-stage analytical risk.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of product batches and market readiness.
Implementation Considerations
- Requires expertise in sample preparation, GC-MS/MS operation, and data analysis.
- Demands access to validated instrumentation and analytical infrastructure.
- Necessitates cross-team standardization of calibration and recovery assessment protocols.
- Adaptable to various matrices with consideration for matrix-specific effects and cleanup requirements.
- Performance may be limited by matrix complexity and analyte-specific recovery variability.
