Bu çalışma, orta ve kuzey Arjantin'den arı ürünleri örneklerinde 2,4-diklorofenoksikarboksilik asidin kontrol ve izlenmesi için geleneksel tekniklere alternatif yeni bir metodolojinin geliştirilmesini önermektedir.
Research Article
Bu çalışma, orta ve kuzey Arjantin'den arı ürünleri örneklerinde 2,4-diklorofenoksikarboksilik asidin kontrol ve izlenmesi için geleneksel tekniklere alternatif yeni bir metodolojinin geliştirilmesini önermektedir.
Arı sağlığı, bal üretimi ve ürün tozlaşması için hayati öneme sahiptir. Bal üretimi, herbisitlerin kullanımıyla olumsuz etkilenebilir; çünkü arılar, tedavi edilen bitkilerden nektar ve polen toplarken bu kimyasallarla temas edebilir ve bu da bu zehirli kalıntılarla bal kirlenmesine yol açabilir. 2,4-diklorofenoksiasetik asit (2,4-D) geniş yapraklı yabani otları kontrol etmek için tasarlanmış olsa da, çiçeklere ulaşabilir ve arıların üretimini kirletebilir, bu da arıların sağlığını ve yaşam kalitesini etkileyebilir. Bu nedenlerle, herbisit kalıntılarının varlığını tespit etmek ve gerekirse düzeltici önlemler almak için bal periyodik olarak analiz edilmesi önemlidir. Bu çalışma, orta ve kuzey Arjantin'den arı ürünleri örneklerinde 2,4-D'nin kontrol ve izlenmesi için geleneksel tekniklere alternatif yeni bir metodolojinin geliştirilmesini önermektedir. Örnekler, anyonik yüzeyaktif sodyum dodesil sülfat (SDS) varlığında pH = 7.0 ile koşullandırıldı; sistemler mavi bant filtre kağıdından katı destek olarak filtrelenerek katı faz floresansıyla belirlendi. Optimal çalışma koşullarında, sırasıyla 0,33 ng/L ve 0,90 ng/L tespit ve nicelik sınırları ile 0,90 x 103 ng/L ile 1,13 x 103 ng/L arasında doğrusal aralık sağlanmıştır. Yeni yöntemin avantajları arasında ucuz aletlerin ve çevre dostu çözücülerin kullanımı, düşük atık oluşumu ve dolayısıyla yeşil kimyanın bazı ilkelerinin korunması yer almaktadır.
Arı sağlığı, bal üretimi ve ürün tozlaşması için hayati öneme sahiptir. Sağlıklı bir koloni, doğru beslenme, hijyen önlemleri ve hastalık önleme ile tedavisini içeren kapsamlı sağlık yönetimine dayanır. Bal üretimi, sorumlu bir şekilde yürütülürse arılara zarar vermez çünkü arıcılar toplam balın sadece küçük bir kısmını çıkarır ve koloni 1,2 için rezervler bırakır.
Bal üretimi, herbisitlerin kullanımıyla olumsuz etkilenebilir; çünkü arılar, tedavi edilen bitkilerden nektar ve polen toplarken bu kimyasallarla temas edebilir ve bu da balın pestisit kalıntılarıyla kontaminasyonuna yol açabilir. Ayrıca, glifosat gibi bazı herbisitler arıların gelişimini ve davranışını doğrudan etkileyebilir, böylece beslenme yeteneklerini ve fizyolojik gelişimleriniazaltır 3,4,5,6. 2,4-diklorofenoksiasetik asit (2,4-D) herbisit, geniş yapraklı yabani otları kontrol etmek için tasarlanmış olsa da, çiçeklere ulaşabilir ve balı kirletebilir, bu da arı sağlığını ve bal kalitesini etkileyebilir 7,8,9.
Bal ve diğer arı ürünlerinin iç ve uluslararası ticareti son yıllarda önemli ve sürdürülebilir bir büyüme göstermiştir; bu artışüretimde 10,11,12 olarak kendini göstermiştir. Birleşmiş Milletler Gıda ve Tarım Örgütü (FAO) verilerine göre, dünyada beş büyük bal üreticisi ülke bulunmaktadır: Çin, Arjantin, Türkiye, Amerika Birleşik Devletleri ve Ukrayna13. Arıcılık üretimi Arjantin'de büyük öneme sahiptir ve son yıllarda ortaya çıkan ihracat pazar fırsatları sayesinde sürekli artmaktadır. Arjantin'in çevresel koşulları (iklim, flora vb.) ve üretime yatırılan teknoloji, ülkenin dünya çapında önemli bir konuma gelmesini sağlamıştır. Öte yandan, ksenobiyotiklerin varlığı endişe doğurur ve diğer ülkelerde olduğu gibi gözetim gerektirir; çünkü hem balın pazarını hem de tüketicilerin sağlığını toksik etkilerinedeniyle etkiler 14,15.
2,4-D, geniş yapraklı yabani otları sentetik bir auxin olarak etkili bir şekilde kontrol eden, kontrolsüz büyüme ve ölüme neden olan yaygın ve seçici bir sistemik herbisittir. Tarım, bahçıvanlık ve ormancılık alanlarında kullanılır ve özellikle buğday, mısır ve pirinç gibi ürünlerdeki yabani otların kontrolünde faydalıdır; çünkü çimen veya tahıllara zararvermez 16. 2,4-D ayrıca bitki büyüme düzenleyicisi olarak da kullanılabilir ve amin ve ester tuzları dahil olmak üzere çeşitli uygulamalara uygun farklı formülasyonlarda mevcuttur. 2,4-D fonksiyonları, verilen doz ve belirli tür ile doku tiplerinin hassaslığı ile etkilenir. 17,18. Örneğin, farelerde olumsuz üreme sonuçları ve önemli genetik değişikliklerle ilişkilendirilmiş 2,4-D teması, belirgin genotoksik bir etkigöstermektedir 19.
Bal arıları, eusosyalite, öğrenme ve hafıza çalışmalarında ana tozlayıcılar ve model organizmalar olarak, tarlalarda kullanılan agrokimyasallardan kaynaklanan doğrudan zehirlenmeye karşı son derecesavunmasızdırlar 20. Çiçek döneminde herbisit ve böcek ilaçlarının havadan uygulanması, bal arıları arasında önemli ölümlere yol açabilir ve bal üretimini ciddi şekilde azaltabilir. Pestisit karışımları, ölümcül olmayan dozlarda bile, beslenen arıları şaşırtabilir, hafızalarını zayıflatabilir ve beslenme verimliliğini azaltabilir. Bu da polen ve nektar birikimini azaltarak kolonileri zayıflatır ve besin eksikliklerine yol açar. Ayrıca, bal örneklerinde 2,4-D tespit edilmiş ve kirlenmiş polen ve nektar kovan eşleri arasında yayılabilir. 21.
Balda periyodik olarak herbisit kalıntılarının varlığı analiz edilmesi ve gerekirse düzeltici önlemler alınması önemlidir. Herbisitler gibi gıda kirleticilerinin tespiti ve nicelendirilmesi için, bu özel durumda 2,4-D, en yaygın kullanılan enstrümantal yöntemler kromatografidir; yani yüksek performanslı sıvı kromatografi (HPLC), sıvı kromatografi tandem kütle spektrometrisi (LC-MS/MS) ve gaz kromatografisi tandem kütle spektrometrisi (GC-MS/MS)22,23,24,25,26 . Ancak, araştırmacılar periyodik olarak 2,4-D için geleneksel nicelikyöntemleri 27,28,29'a göre avantajlar sunan yeni izleme yöntemleri sunarlar; örneğin: daha uygun maliyetli aletlerin kullanımı, operasyonel sadelik, daha az çözücü kullanımı, daha karmaşık örneklere uygulama ve diğerleri.
Katı fazlı floresans, moleküler floresansı katı faz çıkarma yöntemleriyle birleştirerek, floresan enstrümantasyonunun zaten yüksek hassasiyetini artıran çok yönlü bir tekniktir. Ayrıca, matrisetkilerini azaltarak veya ortadan kaldırarak doğrusal aralık ve seçiciliği artırır (30,31).
Bu araştırmada, 2,4-D'nin izlenmesi ve nicelendirilmesi için yeni bir analitik metodoloji önerilmiş ve orta ve kuzey Arjantin'den bal ile diğer arı örneklerine uygulanmıştır. Örnekler bilinmeyen miktarda 2,4-D içerir. Bilinenler, süper eklenen seviyelerin konsantrasyonlarıdır; bunlar örnek tarafından sağlanan konsantrasyon ile eklediğimiz 2,4-D konsantrasyonudur. Bu son değer bilinir ve geri kazanımı hesaplamamıza olanak tanır. Yeni metodoloji, katı fazlı floresans kullanılarak analizin doğrudan belirlenmesine dayanıyor ve enstrümantasyon tasarrufu, daha düşük işletme maliyetleri ve artan çevre koruması açısından birçok avantaj göstermektedir.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Bu el yazması, yazarların insan katılımcıları veya hayvanlarla yapılan herhangi bir çalışmayı içermemektedir.
Kullanılan cihazlar
Spektrofluorimetrik ölçümler, 150 W ksenon lamba ile donatılmış PC tabanlı spektrofluorometre kullanılarak gerçekleştirildi. Katı yüzey floresansı (SSF) ölçümleri için bir örnek tutucu kullanıldı. 2,4-D niceliklendirme için kullanılan parametreler şu şekildeydi: λem= 580 nm, λext= 555 nm (Yarıklar 3-3) kullanılarak, katı bir örnek tutucu kullanılarak.
Örnekleme ve örnek tedavisi
2025 yılında üretilen bal örneklerinin üretimi üzerine yapılan bu çalışma, Arjantin'in kuzey-orta bölgesindeki San Luis, San Juan, Jujuy ve Salta eyaletlerinde gerçekleştirilmiştir. Analiz edilen örnekler şunlardı: dört çok çiçekli bal, iki propolis balı, saf bal şekerleri ve bölgelerdeki arıcılardan alınan bal, koka ve propolis karışımından yapılan şekerler. İncelenen ballar tazeydi, üretimden kısa bir süre içinde kovanlardan çıkarıldı; böylece farklı mekanizmalarla 2,4-D'nin olası bozulmasını önlemek için. Tüm örnekler yeni, steril kaplarda toplandı ve hemen laboratuvara taşındı. Analiz edilene kadar 4-8 °C sıcaklıkta karanlık bir yerde saklandılar. Katı karamel havan ve havanla homojenleştirildi; içeriği 5 mL ultra saf suda seyreltildi ve bu çözeltiden 0,5 μL alındı.
Metodoloji
0,5 μL veya 1 μL 2,4-D (1,23 ng/L ve 3,49 ng/L) Aliquot, 100 μL örnek, 250 μL SDS (1 x 10-4 mol/L) ve 100 μL fosfat tamponu (1 x 10-4 mol/L, pH=7) eklendi ve karışım hacmi çift damıtılmış su eklenerek 3 mL'ye çıkarıldı. Karışım, katı destek (kağıt filtre; detaylar için Malzemeler Tablosu'na bakınız) üzerinden filtrelendi. Katı destekler oda sıcaklığında kurutuldu ve ardından katı yüzey floresansı (SSF) λem= 580 nm ölçüldü; λext= 555 nm (yarıklar 3-3) kullanılarak katı bir örnek tutucuyla kullanıldı.
Yukarıda, her parametrin incelenip optimize edildiği geliştirilen metodolojinin genel prosedürünü Sonuçlar bölümünde gösterildiği gibi tanımlar.
pH ve tampon etkisi
pH optimizasyonu, sistemlerin incelenen pH değerine göre hidroklorik asit veya sodyum hidroksit kullanılarak ayarlanarak yapıldı (test edilen pH 5-7 aralığı). Daha sonra, uygun bir analitik sinyal elde etmek için en uygun pH aralığı elde edildikten sonra kullanılacak tampon seçildi.
Test edilen tamponlar fosfat, Tris ve boraks idi ve bunlar 1 x 10-4 mol/L konsantrasyonda hazırlandı. En iyi floresans yoğunluğu sinyali elde etmek için hacimleri değiştirildi. Floresans yoğunluğunu artıran tek tampon fosfatın sonuçları ve ilgili optimal konsantrasyonu gösterilmiştir. Burada seçilen tampon fosfattı ve pH = 7 idi.
Yüzey aktif madde konsantrasyonu
Moleküler floresansda farklı yüzeyaktif maddelerin kullanımı, incelenen analitin belirlenmesini iyileştiren avantajlar sunar. Miseller ortamlar, analit ile örnek matrisinin bileşenleri arasındaki moleküller arası etkileşimleri en aza indirmek için kullanılır. Ayrıca, floresan çözüntüğlerin fotofiziksel özellikleri miseller ortamda değiştirilebilir ve böylece floresans hassasiyeti artırılır. Farklı yüzeyaktif maddelerin (SDS ve HTAB) katı yüzey floresansı (SSF) kullanılarak 2,4-D'nin nicelendirilmesi üzerindeki etkisi incelenmiştir. Anyonik yüzeyaktif madde SDS'nin, 8,3 x 10⁻6 mol/L konsantrasyonda, incelenen herbisitin floresan yoğunluğunu artırdığı bulundu.
Sağlam destek
Düzlemsel konfigürasyonun uyarılmış floresans durumunda enerjisel olarak tercih edildiği göz önüne alındığında, herbisitin katı desteklerde tutulması araştırıldı. Sistemler, naylon, selüloz asetat, karışık esterler ve Mavi Kurdele filtre kağıdı dahil olmak üzere çeşitli membran türlerinden filtrelendi. Filtrelenen çözeltiler ayrı, temiz kaplarda toplandı ve zarlar oda sıcaklığında kurutuldu. Daha sonra zarlar katı bir numune tutucuya yerleştirildi ve katı fazlı floresans (SSF) kaydedildi. Filtre kağıdında yeterli ve seçici tutma gözlemlendi, bu nedenle bu destek katı fazlı floresans belirlemesi için seçildi. Filtrelenen çözeltiler moleküler floresans ile de analiz edildi. 2,4-D kompleksinin yokluğu belirgin hale gelmişti ve bu, herbisitin filtre kağıdında tutulduğunu gösteriyordu.
İyileşme çalışması
Her incelenen örnekten uygun hacme 2,4-D eklendi (bal örnekleri için 0,5 μL, diğer analiz edilen örnekler için 1 μL kullanıldı), konsantrasyon kademeli olarak 1,23 ng/L ve 3,49 ng/L'ye yükseltildi. Analiz konsantrasyonları yöntemle belirlendi, ortalama altı kopya (n = 6) olarak belirlendi.
Hassas çalışma
Yöntemin tekrarlanabilirliği ve gün içi hassasiyeti, 1,23 ng/L ve 3,49 ng/L içeren 2,4-D içeren örneklerin (n = 6) tekrar test edilmesi ve analitik içeriğin bu metodoloji kullanılarak belirlenmesiyle incelendi. Ayrıca, aynı sistemler için gün arası hassasiyetin tekrarlanabilirliği 7 gün boyunca değerlendirildi.
Girişim çalışması
Test çözeltisine 3,49 ng/L 2,4-D içeren farklı miktarlarda yaygın iyonlar eklendi ve metodoloji uygulandı. Aşağıdaki potansiyel interferentler test edildi:
İnterferent/2,4-D mol oranı = 1000:1:00 Na+, K+, Cl-, Fe3+, Cu2+, Cd2+, Sb3+, Mn2+, As3+, CO32-, SO42-, Ca2+, Mg2+, NO3-, Ni2+, fruktoz, glikoz, maltoz, 2,4,5-T, sulfometuron-metil, glifosat ve atrazin için.
Zn2+, Co2+, Al3+, klorsülfuron, bensülfuron-metil ve triasülfuron için interferent/2,4-D mol oranı = 500:1:00.
Analitik kalite parametrelerinin hesaplanması
Analitik kalite parametreleri, tespit sınırı (LOD) ve nicelendirme sınırıdır (LOQ). Bunlar aşağıdaki adımların uygulanmasıyla hesaplandı. Arka plan gürültüsü, 15 boş örneğin (analit olmayan örnekler) yanıtını ölçerek arka plan gürültüsü veri seti elde edilmesiyle ölçüldü. Gürültünün standart sapması hesaplandı. Bu, LOD değeri olarak kabul edilir. Tespit sınırları, boşluğun standart sapmalarının 3,3 katına (N = 15) dayanır. Nicelik sınırları, boşluk noktasının standart sapmalarının 10 katına (N = 15) dayanır.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Aşağıda sunulan sonuçlar, genel prosedürü etkileyen değişkenlerin her birinin incelenmesinin, optimizasyonun ve ulaşılan optimal çalışma koşullarının adım adım nasıl ele alındığını göstermektedir.
2,4-D spektrum karakterizasyonu
2,4-D karakterizasyonu, UV-Vis spektroskopisi ve moleküler floresans ile gerçekleştirildi; λem= 580 nm frekansında floresan yoğunluk maksimumları gözlemlendi, λext= 555 nm kullanıldı (Yarıklar ...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Arjantin ve dünyanın geri kalanında, artan nüfusun gıda ihtiyacını karşılama ihtiyacı nedeniyle herbisitlerin yoğun kullanımı katlanarak artmıştır. Bu tür ürünlerin kullanımı uygun, mantıklı ve periyodik olarak izlenirse, beklenen faydalardan ödün vermez veya çevre üzerinde olumsuz etkiler yaratmaz. 2,4-D dünya çapında yaygın olarak kullanılmıştır ve birçok çalışma, bu herbisitin hedef dışı organizmalarda değişikliklere yol açtığını göstermiştir. Bu nedenle, herbisitlerin arılar gibi far...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Yazarlar, çıkar çatışmaları olmadığını belirtirler.
Yazarlar, maddi destek için Instituto de Química San Luis - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Tecnológicas (INQUISAL CONICET, Project 11220130100605CO) ve Universidad Nacional de San Luis (Project PROICO 02-1120), Arjantin'e maddi destek için minnettarlıkla teşekkür etmektedir.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| 2,4-D | Sigma-Aldrich, St. Louis, ABD | 49083 | |
| Asetik asit/asetat | Mallinckrodt Kimya Fabrikası | ||
| Mavi Kurdele filtre kağıtları | Sigma-Aldrich, St. Louis, ABD | WHA1001929 | 2-5 μ m gözenek boyutu ve 12,5 cm çapı |
| Selüloz asetat zarı | Sigma-Aldrich, St. Louis, ABD | 0.45 μ m gözenek boyutu ve 47 mm | |
| Heksadesiltrimetilamoniyum bromid (HTAB) | Sigma-Aldrich, St. Louis, ABD | H5882 | |
| hidroklorik asit | Sigma-Aldrich, St. Louis, ABD | 1.09063 | |
| Immobilon (+) zarları | Millipore, Sao Paulo, Brezilya | HATF04700 | 0.45 μ m gözenek boyutu ve 47 mm |
| Karışık ester zarları | Sigma-Aldrich, St. Louis, ABD | 0.45 μ m gözenek boyutu ve 47 mm | |
| Naylon zarlar | Millipore, Sao Paulo, Brezilya | Z290793 | 0.45 μ m gözenek boyutu ve 47 mm çapı |
| pHmeter (Orion Genişletilebilir İyon Analizörü), ) | Orion Araştırmaları, Cambridge, MA, ABD | Model EA 94. | |
| Potasyum dihidrofosfat | Biopack, Buenos Aires, Arjantin | 2000168900 | |
| Potasyum ftalat asidi | Merk & Co., Inc. | ||
| Sodyum Dodesil Sülfat | Sigma-Aldrich, St. Louis, ABD | 11667289001 | |
| Sodyum hidroksit | Sigma-Aldrich, St. Louis, ABD | S2770 | |
| Sodyum tetraborat | Sigma-Aldrich, St. Louis, ABD | 221732 | |
| Spektrofluorimetrik | Shimadzu | RF-5301 | 150 W Xenon lamba ve 1.00 cm kuvars hücrelerle donatılmıştı |
| Tris-(hidroksimetil)-aminometan | Sigma-Aldrich, St. Louis, ABD | 77-86-1 |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission