Улучшение анализа пестицидов с помощью нового Orbitrap Exploris

Методы многоклассового анализа пестицидов в пищевых продуктах достигли невероятного прогресса с тех пор, как на рубеже веков стали более широко доступны тройные квадрупольные масс-спектрометры для жидкостной хроматографии. Сегодня, 20 лет спустя, современные тройные масс-спектрометры позволяют обнаруживать и количественно определять сотни наименований целевых пестицидов в низких концентрациях с высокой степенью точности в ходе одного анализа. При этом, любые пестициды, присутствующие в образце, но не подлежащие обнаружению используемым методом, не будут обнаружены. Кроме того, в образце могут обнаружиться пестициды, которые применялись незаконно, и другие загрязняющие вещества.

Это повышает интерес к масс-спектрометру Thermo Scientific™ Orbitrap™, который одновременно выявляет целевые пестициды и более широкий спектр нецелевых остатков и загрязняющих веществ. И все это – в одном приборе.

В сентябре 2020 года профессор Амадео Родригес Фернандес-Альба и доктор Лукаш Райски из референс-лаборатории Европейского Союза по пестицидам во фруктах и овощах (EURL-FV), расположенной в Альмерии (Испания), представили сравнительное исследование производительности масс-спектрометра Thermo Scientific™Orbitrap Exploris™ 240 2020 года и гибридного квадрупольного орбитрэпа Thermo Scientific™ Q Exactive™, представленного в 2014 году.

Целью исследование стало выявление и количественная оценка преимуществ новой системы анализа остатков пестицидов. Как и в случае с тройными квадрупольными системами, за достаточно короткий промежуток времени были достигнуты значительные успехи в орбитрэп-технологии, в первую очередь за счет повышения точности орбитрэп-анализатора. Кроме того, улучшился ионный источник EASY-IC с автоматической внутренней подачей калибранта для обеспечения точности массы ниже ppm и «мягкого улавливания», с помощью которого ионы с более низкой энергией снижают фрагментацию образца и обеспечивают повышенный отклик детектора для большинства пестицидов.

Количественное определение целевых пестицидов

Рост скорости сканирования (до 22 Гц) обеспечивает повышенную гибкость при выборе метода сбора данных. Используя комбинацию мягкого улавливания с полным сканированием (FS), всеионной фрагментацией (AIF) и синхронизированной масс-спектрометрии MS2 (FS / AIF / tMS2), примерно 95% панели из 166 пестицидов в дозе 0,01 мг/кг, в болгарском перце и луке и апельсинах были идентифицированы в полном соответствии с критериями руководства SANTE (документ ЕС № SANTE / 22682 / 2019).

В свою очередь, масс-спектрометр Thermo Scientific™ Q Exactive™ идентифицировал 84% пестицидов из той же группы. Когда панель была расширена до 246 пестицидов, 94% пестицидов все еще можно было идентифицировать с помощью Orbitrap Exploris. Во всех случаях образцы были извлечены с помощью метода QuEChERS с цитратным буфером без очистки. Профессор Амадео Родригес Фернандес-Альба и доктор Лукаш Райски также подчеркивают, что все использованные в их экспериментах показатели, могут быть повторены также и на более бюджетном масс-спектрометре Thermo Scientific™ Orbitrap Exploris™ 120. 

Скрининг на неожиданные соединения

В ходе исследования профессор Амадео Родригес Фернандес-Альба и доктор Лукаш Райски также оценили использование предназначенного для обработки данных программного обеспечения TraceFinder и Compound Discoverer и локальных баз данных ChemSpider™ и M/zCloud для проверки исходных данных на наличие в помидорах нецелевых соединений.

В ходе эксперимента экстракция ионов-прекурсоров с допуском массы 5 ppm дала 580 попаданий. Автоматический поиск с использованием ионов с допуском массы 5 ppm, осколочных ионов (5 ppm) и изотопных паттернов дал шесть попаданий. Их число снижалось до четырех в случае, если допуск массы ионов снижался до 2 ppm. Таким образом в образцах было подтверждено наличие пестицидов (азоксистробин и имидаклоприд), а также фармацевтического препарата карбамазепина, который, вероятно, поглощался из оборотной воды, используемой в ходе эксперимента.