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Nota 

Monitoreo rápido, selectivo y sensible de más de 1000 pesticidas con confirmación por búsqueda automática en biblioteca

Actualmente se utilizan en el mundo más de 1000 pesticidas diferentes que luego siguen presentes en alimentos y el medio ambiente. El desafío de los laboratorios es determinar más compuestos, en más cantidad de productos y materias primas, en menor tiempo, y sin sacrificar calidad en los datos. El método desarrollado utiliza el sistema LC-MS-MS QTRAP® 5500 y permite el monitoreo de un mayor número de pesticidas usando UFLC, escaneo rápido de reacciones múltiples, confirmación de compuestos por escaneo EPI y búsqueda de espectros en biblioteca.

Introducción

Las regulaciones más recientes para el análisis de alimentos y medioambiental exigen el monitoreo de pesticidas utilizando técnicas de confirmación tales como GC-MS o LC-MS-MS. Actualmente se utilizan en todo el mundo más de 1000 pesticidas diferentes que luego siguen presentes en los alimentos y en el medio ambiente, junto con sus metabolitos y subproductos de degradación. En consecuencia, existe una fuerte demanda de un método analítico poderoso, rápido, y sobre todo capaz de detectar la presencia de pesticidas en concentraciones extremadamente bajas.

En un estudio reciente se compara el uso de GC-MS y LC-MS-MS en análisis de múltiples residuos de pesticida, y se concluye que “…los beneficios de LC-MS-MS en términos de mayor alcance, mayor sensibilidad y mejor selectividad son evidentes.”1

Los grandes desafíos de los laboratorios de pesticidas residuales son, hoy en día, el testeo de un mayor número de compuestos, en un mayor espectro de productos y materia prima, en menor tiempo, y sin sacrificar la calidad de los datos.

Para afrontar estos desafíos, el nuevo sistema LC-MS-MS QTRAP® 5500 utiliza una electrónica eQ™ avanzada, la nueva celda de colisión Qurve LINAC®, y la Linear Accelerator™, una trampa lineal de iones. El método desarrollado muestra cómo su velocidad inigualable permite el monitoreo de un mayor número de pesticidas utilizando cromatografía líquida rápida (UFLC), escaneo rápido de reacciones múltiples (fast MRM), y realizando la confirmación de los compuestos detectados por escaneo EPI (escaneo mejorado del ión producto) y búsqueda en biblioteca de los espectros.

Detalles del método

  • Extracción tipo “QuEChERS” de muestras de alimentos, aplicando un factor de dilución 1:50 para minimizar los posibles efectos de la matriz
  • Inyección directa de muestras de agua
  • Cromatografía líquida ultra rápida (UFLC) utilizando un sistema Shimadzu UFLC XR, con una columna Phenomenex Synergi Fusion-RP (2,5 µm) aplicando un gradiente veloz de agua y metanol con búfer de formiato de amonio
  • Tiempo total de corrida menor a 10 minutos
  • Sistema QTRAP® 5500 con fuente Turbo V™ y sonda ESI
  • Detección de 1064 transiciones mediante el monitoreo programado (Scheduled MRM™) y obtención de espectros EPI para confirmar cotejando con la biblioteca en un solo análisis

En la Figura 1 se muestra el flujo de trabajo analítico utilizado, junto con un ejemplo de cromatograma y su correspondiente espectro de masas EPI.

Figura 1.

Ajuste del proceso de adquisición dependiente de la información obtenida (IDA):

La investigación mediante el monitoreo de reacciones múltiples (MRM) busca con una alta selectividad y sensibilidad por un gran número de compuestos de interés. Una señal cromatográfica por encima del límite especificado dispara automáticamente el escaneo EPI. Los espectros EPI obtenidos se buscan en una biblioteca de masas espectrales para ser confirmados.

Resultados

El nuevo sistema QTRAP® 5500 reduce los tiempos de lectura (dwell times) de MRM, manteniendo la más alta selectividad, sensibilidad y reproducibilidad. Combinado con el algoritmo Scheduled MRM™ del software Analyst® 1.5, permite detectar cientos –o incluso miles– de transiciones MRM en una sola corrida. La Figura 2 muestra un ejemplo de cromatograma IDA, monitoreando más de 1000 transiciones en una corrida de menos de 10 minutos. En los cromatogramas extraídos se destaca un grado de sensibilidad superior a cualquier otro, que reduce los límites de detección a concentraciones por debajo del ng/mL.

Figura 2. Monitoreo de pesticidas utilizando 1064 transiciones Scheduled MRM™ en menos de 10 minutos (arriba), y cromatogramas individuales de pesticidas en una concentración de 1 ng/mL (abajo).

La trampa Linear Accelerator™ del QTRAP® 5500 permite obtener espectros EPI con una sensibilidad sin paralelo, y a una velocidad de escaneo de 20.000 Da/s. El algoritmo de tiempo de carga dinámico (DFT) ha sido mejorado de tal manera que logra un intervalo más amplio de tiempo de carga, comenzando en sólo 0,05 ms. Esta capacidad de utilizar un tiempo de carga tan breve mejora significativamente la calidad de los espectros de masas reduciendo los efectos espaciales de carga, y permite obtener espectros EPI de calidad sobre un gran rango dinámico. Además, los espectros EPI generados por el método de dispersión de energía colisional (CES) son conocidos por contener una información estructural máxima para la mejor confirmación.

Las Figuras 3 y 4 muestran ejemplos del uso del método descripto para el monitoreo de pesticidas en muestras de fruta. Utilizando la búsqueda automática en biblioteca, se pudo identificar y confirmar un notable número de compuestos.

Figura 3. Detección de 8 µg/kg de metomil y 211 µg/kg de trifloxistrobina en una muestra de uva, y confirmación de los espectros EPI por búsqueda en biblioteca. La búsqueda en biblioteca resultó ser excelente, con un ajuste superior al 90%.

Figura 4. Detección de 6 µg/kg de espiroxamina, 100 µg/kg de imazalil, y 310 µg/kg de tiabendazol en una muestra de banana, y confirmación de los espectros EPI por búsqueda en biblioteca. Los resultados de la búsqueda en biblioteca fueron excelentes, con un ajuste superior al 90% para todos los compuestos.

Resumen

El nuevo sistema LC-MS-MS QTRAP® 5500, desarrollado por AB SCIEX, incorpora la tecnología de la fuente Turbo V™ y de la interfaz Curtain Gas™ para lograr una sensibilidad y una robustez sin igual. Su incomparable velocidad para monitorear transiciones MRM y obtener espectros EPI es posible gracias a diversas tecnologías de avanzada, que incluyen la nueva celda de colisión Qurve LINAC® y la trampa Linear Accelerator™. Estos parámetros, junto con sofisticados algoritmos del software tales como el Scheduled MRM™ y dispersión de energía colisional, hacen del sistema QTRAP® 5500 el instrumento ideal para un monitoreo de pesticidas de alto rendimiento al nivel de sensibilidad requerido en los análisis de alimentos y agua potable. Además, la búsqueda en biblioteca de espectros EPI garantiza el máximo grado de confiabilidad en los resultados analíticos.

Referencias

  1. L. Alder, K. Greulich, G. Kempe, B. Vieth: Mass Spectrometry Reviews 25 (2006) 838-865

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