Método multirresiduo para cuantificación de plaguicidas mediante UPLC-MS/MS

En este breve preview de esta nota de aplicación, les mostraremos como un método UPLC-MS/MS logra la determinación  de 552 pesticidas  en frutas, verduras, cereales y extractos de té negro utilizando ACQUITY UPLC I-Class acoplado con Xevo TQ-XS; Con el crecimiento de la población, también ha aumentado la demanda de consumo de alimentos y el comercio mundial de la industria alimentaria. En todo el mundo se utilizan habitualmente cientos de plaguicidas para la protección de los cultivos, y los restos de plaguicidas que quedan en los productos tratados se denominan “residuos”. Existen normas sobre los límites máximos de residuos (LMR), que se toleran legalmente en los alimentos  de acuerdo con las buenas prácticas agrícolas. La creciente lista de plaguicidas en matrices complejas y la necesidad de bajos límites de detección plantean diversos retos a los métodos multirresiduos.

Experimental

Preparación de la muestra

Las muestras se homogeneizaron inmediatamente en un procesador de alimentos y se congelaron hasta que se realizó la extracción. Las muestras se extrajeron mediante el método CEN de QuEChERS. Para las muestras de alto contenido acuoso, como las espinacas y las fresas, las muestras se prepararon según el método de frutas y verduras del Laboratorio de Referencia de la Unión Europea (EURL).Para las muestras de contenido acuoso intermedio o bajo, como la soja y la harina de trigo, se utilizó el método EURL para cereales y piensos.Para las muestras de bajo contenido acuoso y alto contenido en carbohidratos, como el té, se siguió el método de extracción QuEChERS con limpieza de la muestra

Condiciones UPLC-MS/M

Sistema UPLC: ACQUITY UPLC I-Class con FL Sample Manager; Columna:     ACQUITY UPLC HSS T3; 1,8 μm, 2,1 × 100 mm (186003539); Kit de mezcla post-inyector: Bucle de extensión de 50 μL (430002012); Fase móvil A: Formiato de amonio 5 mM en agua + ácido fórmico 0,1%; Fase móvil B: formiato de amonio 5 mM en 50:50 MeCN: MeOH + ácido fórmico al 0,1%; Volumen de inyección: 5 μL (modo PLNO); Temperatura de la columna: 40 °C; Temperatura de la muestra: 10 °C; Tiempo de ejecución: 19 minutos; Adquisición y procesamiento de datos: MassLynx 4.2 y TargetLynx XS; Instrumento de MS: Xevo TQ-XS; Ionización: Electrospray; Polaridad: Modo de iones positivos y negativos.

Resultados y discusión

Cromatografía

Este método de residuos múltiples se desarrolló para una amplia gama de plaguicidas con diferentes propiedades químicas. Algunos de estos plaguicidas, como el metamidofos y el acefato, son muy polares y eluyen pronto en el cromatograma. La inyección de muestras con un contenido orgánico moderado (25%) a menudo da lugar a picos frontales y/o divididos para los compuestos que eluyen antes. La reducción del contenido orgánico en el diluyente de la muestra antes de su inyección en la columna puede ayudar a mejorar la forma del pico de los analitos que eluyen rapidamente. La instalación de un kit de mezcla posterior al inyector, entre el puerto del inyector y la columna, permite la inyección de extractos QuEChERS típicos en una fase móvil altamente acuosa sin comprometer la forma de los picos.

Antes de realizar la inyección, el bucle de extensión se llena con la fase móvil altamente acuosa, lo que proporciona más volumen para ayudar a la dispersión de la muestra en el disolvente acuoso antes de la transferencia a la columna. De este modo, se puede seguir utilizando un nivel moderado (25%) de disolvente orgánico para preparar la muestra, en la que la mayoría de los plaguicidas permanecen solubles, al tiempo que se sigue proporcionando una buena forma de pico para los analitos muy polares. La figura 3 muestra la forma de los picos del metamidofos con y sin el kit de mezcla post-inyector; se observa una buena forma de los picos con el bucle de extensión instalado, que proporcionó una cuantificación más fiable y una mayor sensibilidad y, por tanto, un límite de detección (LOD) más bajo.

Como se muestra en la Figura 4, el tiempo de retención del metamidofos se obtiene en ~1,9 minutos con una anchura de pico en la línea de base de ~7 segundos en todas las matrices estudiadas. El tiempo de retención del metamidofos es superior a dos veces el tiempo de retención correspondiente al volumen vacío de la columna (tiempo vacío 0,46 min).

Sensibilidad, cuantificación, precisión y efectos de la matriz

Los gráficos de calibración para la mayoría de los 256 compuestos en todas las matrices mostraron valores de coeficiente de determinación (R2) superiores a 0,99 y las concentraciones retrocalculadas (residuales) estaban todas dentro de la tolerancia SANTE de ± 20%.4 La figura 5 muestra los gráficos de calibración ajustados a la matriz para el metoxurón, un analito representativo, en cinco matrices estudiadas.

La precisión de las mediciones por LC-MS/MS se calculó para los 256 plaguicidas representativos a partir de la determinación replicada (n=6) de estándares ajustados a la matriz a tres concentraciones (0,005, 0,01 y 0,05 mg/kg). La precisión de la medición fue buena, ya que más del 85% de los plaguicidas detectados presentaban RSD para el área del pico inferiores al 10% (véase la figura 6).

Los efectos de la matriz para los 256 compuestos en las distintas matrices se calcularon comparando la relación de la pendiente del gráfico de calibración ajustado a la matriz para cada producto con la del gráfico de calibración del disolvente. La figura 7 resume la gama de efectos de la matriz observados para cada producto. Todos los productos básicos muestran algún grado de supresión de la matriz (respuesta suprimida en >20%) y de mejora (respuesta del analito aumentada en >20%), por lo que se recomienda la calibración ajustada a la matriz. La calibración de procedimiento o la adición de estándar son enfoques alternativos que compensan los efectos de la matriz y las pérdidas de recuperación.

Criterios de identificación

Los criterios de identificación, los tiempos de retención y las relaciones iónicas, se calcularon y marcaron con TargetLynx XS. El tiempo de retención y la relación iónica de cada analito detectado en la muestra deben corresponder a los del estándar de calibración de referencia.4 Los tiempos de retención de los 256 pesticidas representativos, en todas las matrices estudiadas, se encontraron dentro de la tolerancia de ±0,1 min. Las relaciones iónicas del análisis de los calibrantes ajustados a la matriz estaban dentro del ±30% de los valores de referencia para los 256 compuestos.

Conclusiones

■ Se ha desarrollado un método UPLC-MS/MS multirresiduo para la determinación de 552 pesticidas y metabolitos relevantes para el análisis de residuos de pesticidas.

■ Quanpedia es una base de datos ampliable y con capacidad de búsqueda, a partir de la cual se pueden generar métodos cromatográficos, de EM y de procesamiento TargetLynx para la determinación de 552 plaguicidas de manera eficiente. Quanpedia ofrece formas rápidas y sencillas para la generación y el mantenimiento de los métodos.

■ Se evaluó el rendimiento del método UPLC-MS/MS para la determinación de 256 analitos representativos en extractos de diversos productos básicos.

■ El kit de mezcla post-inyector permite la inyección fiable de extractos típicos de QuEChERS en una fase móvil altamente acuosa sin comprometer la forma del pico de los analitos de elución temprana.

■ La dilución de los extractos crudos QuEChERS reduce la carga de coextractores en el sistema y disminuye la frecuencia del mantenimiento rutinario del instrumento.

■ En las cinco matrices se logró la detección de la mayoría de los compuestos en los calibradores ajustados a la matriz en concentraciones inferiores al LMR típico de la UE de 0,01 mg/kg.

Para más información consulte el documento original; este extracto fue tomado de: Multiresidue Method for the Quantification of Pesticides in Fruits, Vegetables, Cereals and Black Tea using UPLC-MS/MS de Dimple D. Shah, JodiAnn Wood, Gordon Fujimoto, Eimear McCall, Simon Hird, Peter Hancock. https://www.waters.com/waters/library.htm?locale=pt_PT&lid=135072936&cid=134528734