Bestimmung von Glyphosat und vier Pestiziden und ihren Metabolitenrückständen in Äpfeln durch Wayeal LCMS-TQ9200 Flüssigchromatographie-Tandem-Massenspektrometrie-System

Glyphosat, Glufosinat, Ethephon und vier weitere Pestizide sowie deren Metaboliten werden aufgrund ihrer hohen Wirksamkeit und breiten Wirkung als Herbizide und Reifemittel im Pflanzenbau weit verbreitet eingesetzt, was sie zu wichtigen landwirtschaftlichen Betriebsmitteln zur Sicherung des Ernteertrags und zur Verbesserung der Effizienz der Landwirtschaft macht.

China hat Höchstgehalte an Rückständen (MRLs) für Glyphosat und andere Pestizide in pflanzlichen Lebensmitteln festgelegt. Daher ist die Entwicklung einer empfindlichen, genauen und effizienten Nachweismethode von großer praktischer Bedeutung für die Gewährleistung der Qualität und Sicherheit von Agrarprodukten, die Regulierung landwirtschaftlicher Produktionspraktiken und den Schutz der Verbrauchergesundheit.

Derzeit umfassen die Nachweismethoden für Glyphosat und drei weitere Pestizide sowie deren Metaboliten in pflanzlichen Lebensmitteln hauptsächlich die Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC), die Gaschromatographie (GC) und die Ionenchromatographie (IC).

Unter diesen Methoden ist die HPLC anfällig für Matrixadsorption; die GC erfordert die Derivatisierung polarer Analyten wie Glyphosat; und die IC leidet unter Problemen wie geringer Trenneffizienz und schlechter Störfestigkeit. Diese Einschränkungen schränken ihre breite Anwendung bei der Rückstandsbestimmung in verschiedenen Arten von pflanzlichen Lebensmitteln, einschließlich Getreide, Gemüse und Tee, ein.

GB 23200.122-2026 legt eine Nachweismethode für Rückstände von Glyphosat, drei weiteren Pestiziden und deren Metaboliten auf Basis von LC-MS/MS fest. Durch die Optimierung der Bedingungen für die Probenvorbehandlung, der chromatographischen Trennparameter und der massenspektrometrischen Detektionsmodi zielt diese Methode darauf ab, die bei traditionellen Methoden häufig auftretenden Probleme wie hohe Interferenzen, geringe Empfindlichkeit, komplexe Bedienung und schlechte Matrixanpassungsfähigkeit zu lösen. Sie ermöglicht die schnelle und genaue Bestimmung von Rückständen von Glyphosat und den vier Pestiziden sowie deren Metaboliten in pflanzlichen Lebensmitteln und bietet somit zuverlässige technische Unterstützung und Standardreferenzen für die Qualitätskontrolle in landwirtschaftlichen Produktionsbetrieben, die Routineprüfung in Inspektions- und Prüfinstitutionen und die Überwachungsprüfung durch Aufsichtsbehörden.

Schlüsselwörter: Triple-Quadrupol-LC-MS/MS-System, Apfel, Glyphosat.

1. Instrumente und Reagenzien

1.1 Konfigurationsliste des LCMS/MS

Tabelle 1 Instrumentenkonfigurationsliste

1.2 Reagenzien und Standards

Tabelle 2 Liste der Reagenzien und Standards

1.3 Experimentelles Material und Hilfsausrüstung

Vortex-Mischer

Waage auf Hunderttausendstel

Zentrifuge

NovaChrom NovaPre HLB Festphasenextraktionskartusche, 200mg/6mL

2. Experimentelle Methode

2.1 Lösungsvorbereitung

2.1.1 Standard-Arbeitslösungen von Glyphosat und vier weiteren Pestiziden sowie deren Metaboliten: Verdünnen Sie die Standardlösung von Glyphosat und vier weiteren Pestiziden sowie deren Metaboliten genau auf 1 mg/L und verdünnen Sie sie dann mit einer leeren Apfelmatrix, um eine Reihe von Arbeitskurvenkonzentrationen von 5 μg/L, 10 μg/L, 20 μg/L, 50 μg/L, 100 μg/L, 200 μg/L und 50 μg/L herzustellen.

2.2 Versuchsbedingungen

2.2.1 HPLC-Bedingungen

Säule: NovaChrom NovaIC A4-P Spezialkolonne für Pestizidrückstände, 4*150mm, 5μm

Mobile Phase: Phase A: Wasser; Phase B: 200 mmol/L Ammoniumbicarbonat – 0,05 % Ammoniaklösung

Flussrate: 0,6 mL/min

Säulentemperatur: 40 °C

Injektionsvolumen: 10 µL

2.2.2 Massenspektrometrie-Bedingungen

Tabelle 3 Massenspektrometrie-Ionenquellparameter

3. Experimentelles Ergebnis

3.1 Standard-Chromatogramm

Die Bestimmung von Glyphosat und vier weiteren Pestiziden sowie deren Metaboliten in Apfelmatrix wurde innerhalb von 15 Minuten durchgeführt, mit guten Peakformen, keinerlei Peak-Tailing und zufriedenstellenden Verbindungssignalen, was den Anforderungen der experimentellen Analyse entspricht.

Abb. 1 Chromatogramm von Glyphosat und vier weiteren Pestiziden sowie deren Metaboliten in Apfelmatrix (200 μg/L)

3.2 Linearer Bereich

Die gemischte Standardlösung von Glyphosat und vier weiteren Pestiziden sowie deren Metaboliten wurde mit leerer Apfelmatrix seriell verdünnt, um eine Reihe von Konzentrationen für die Erstellung der Standardkurve herzustellen. Der lineare Bereich für die meisten Verbindungen lag bei 5–500 μg/L. Die Abweichung zwischen den linearen Kalibrierungsergebnissen und den bekannten Konzentrationen lag innerhalb der maximal zulässigen Abweichung. Die linearen Korrelationskoeffizienten für alle Verbindungen lagen über 0,995, was eine gute Linearität anzeigt.

Abb. 2 Kalibrierkurven von Glyphosat, vier weiteren Pestiziden und deren Metaboliten in Apfelmatrix

3.3 Nachweisgrenze (LOQ)

Die Signal-Rausch-Verhältnisse für alle Verbindungen in dieser Methode bei der LOQ von 5 μg/L überschreiten 10 und entsprechen den Standard-Empfindlichkeitskriterien.

Tabelle 4 Massenspektrometrie-Parameter für Verbindungen

3.4 Präzisionstest

Eine mit Glyphosat und vier weiteren Pestiziden sowie deren Metaboliten bei 10 μg/L angereicherte Apfelmatrixlösung wurde sechsmal hintereinander injiziert, um die Präzision zu bewerten. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle aufgeführt und erfüllen die Präzisionsanforderung von ≤10 %.

Tabelle 5 Präzision der Verbindungen

Abb. 3 Chromatogramme von Glyphosat und vier weiteren Pestiziden sowie deren Metaboliten in Apfelmatrix (10 μg/L)

3.5 Apfelproben-Test

Kommerzielle Apfelproben wurden nach dem Standardverfahren vorbehandelt und analysiert. Wie in der folgenden Abbildung gezeigt, wurden keine Zielverbindungen nachgewiesen.

Abb. 4 Chromatogramme von Glyphosat und vier weiteren Pestiziden sowie deren Metaboliten in Apfelproben

4. Schlussfolgerung

Bei dieser Methode wurde das Wayeal LCMS-TQ9200 Flüssigchromatographie-Tandem-Massenspektrometriesystem zur Bestimmung von Rückständen von Glyphosat und vier weiteren Pestiziden sowie deren Metaboliten in Äpfeln verwendet. Die experimentellen Daten zeigen, dass die Methode gute chromatographische Peakformen ohne Tailing, eine den Anforderungen entsprechende Empfindlichkeit, lineare Korrelationskoeffizienten über 0,995 für alle Verbindungen und eine Präzision innerhalb von 10 % liefert. Bei Proben mit hoher Konzentration wurde kein System-Carryover beobachtet. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Methode, wenn sie mit dem Flüssigchromatographie-Tandem-Massenspektrometriesystem von Wanyi Technology ausgestattet ist, die routinemäßigen qualitativen und quantitativen Nachweisanforderungen für die Zielanalyten erfüllt.