Визначення різних груп пестицидів хроматографічними методами

Застосування пестицидів, що дає величезний виробничий ефект, іноді негативно впливає на склад і властивості зерна та інших сільськогосподарських продуктів. Вміст залишкових кількостей пестицидів у зерні, що застосовуються при його вирощуванні, необхідно ретельно контролювати, адже навіть малі дози можуть призводити до тяжких порушень здоров’я людини і тварини.

Пестициди – це хімічні речовини, що застосовуються в сільському господарстві для боротьби з комахами, гризунами, бур’янами, збудниками хвороб, а також використовуються в якості регуляторів росту рослин. Попри користь для врожаю, пестициди несуть і негативний вплив на довкілля, на життя і здоров’я людини. Вони забруднюють ґрунти, повітря, водні ресурси, можуть довго зберігатись у сільськогосподарській продукції та накопичуватись в організмах тварин і людей. Виробники харчової продукції зобов’язані контролювати кількість залишкових пестицидів у всіх видах продукції. Це суворо контролюється законодавством майже усіх країн та сприяє безпечному споживанню продуктів.

Зазвичай пестициди контролюються декількома методами:

  • Рідинна хроматографія
  • Газова хроматографія
  • Газова та рідинна хроматографія з мас-спектрометричним детектуванням

Ці методи мають високу роздільну здатність, яка необхідна при аналізі багатокомпонентних зразків, і високу чутливість, що дозволяє визначати пестициди на рівні концентрацій 1 мкг/дм3 і нижче.

Визначення різних груп пестицидів у зернових культурах методом газової хроматографії

Газова хроматографія – це метод визначення індивідуальних пестицидів чи їхніх груп в продуктах сільськогосподарської діяльності за допомогою газового хроматографа з електронозахоплювальним, азот-фосфорним, полум’яно-фотометричним чи мас-спектрометричним детекторами. Вибір детектора залежить від групи пестицидів, які потрібно визначати, та їхньої концентрацій. Хлорорганічні пестициди зазвичай контролюються із використанням електронозахоплювального детектору з надзвичайною чутливістю, а якщо стоїть задача контролювати різні групи пестицидів у дуже низьких концентраціях, використовують мас-спектрометричний детектор.

В Україні регламентується вміст пестицидів у сільськогосподарській продукції та продуктах харчування відповідно до наступних нормативних документів:

ДСТУ 3180-95 Пестициди. Терміни та визначення
ДСТУ OIML R 82:2014 Газохроматографічні системи для вимірювання рівня забруднення пестицидами та іншим токсичними речовинами (OIML R 82, edition 2006;IDT)
ДСТУ-Н CODEX STAN 229:2012 Продукти харчові. Методи аналізування залишкових кількостей пестицидів (CODEX STAN 229-1993, Rev. 1-2003, IDT)
ДСТУ EN 1528-1-2002 Продукти харчові жирові. Визначання пестицидів і поліхлорованих біфенілів (ПХБ). Частина 1. Загальні положення (EN 1528-1:1996, IDT)
ДСТУ EN 12393-1:2003 Продукти харчові нежирові. Визначання вмісту залишків пестицидів газохроматографічним методом. Частина 1. Загальні положення (EN 12393-1:1998, IDT)
ДСТУ EN 12393-2:2003 Продукти харчові нежирові. Визначання вмісту залишків пестицидів газохроматографічним методом. Частина 2. Методи екстрагування та очищання (EN 12393-2:1998, IDT)
ДСТУ EN 12393-3:2003 Продукти харчові нежирові. Визначання вмісту залишків пестицидів газохроматографічним методом. Частина 3. Визначання та підтверджувальні випробовування (EN 12393-3:1998, IDT)
ДСТУ ISO 14181:2003 Корми для тварин. Визначення залишків хлорорганічних пестицидів. Метод газової хроматографії (ISO 14181:2000, IDT)
ДСТУ ISO 14182:2006 Корми для тварин. Визначання залишків фосфорорганічних пестицидів методом газової хроматографії (ISO 14182:1999, IDT)

Визначення різних груп пестицидів у зернових культурах методом рідинної хроматографії

Метод рідинної хроматографії в останні роки вважається одним з найбільших важливих в аналітичній хімії для визначення слідових кількостей пестицидів, адже з кожним роком збільшується кількість високополярних і малолетких пестицидів. Крім того, цей метод дозволяє проводити спільне визначення пестицидів і їхніх метаболітів. Прикладами пестицидів, які визначаються цим методом, є карбаматні пестициди, гліфосати та інші полярні та нелеткі.

Межі виявлення пестицидів є досить низькими, тому для отримання достовірних результатів важливо ретельно проводити пробопідготовку. Найбільш популярними методами підготовки проби єметод QuEChERS (Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged, Safe)  та гель-проникна хроматографія (ГПХ).

Метод QuEChERS – це:

  • Швидко: до 8 зразків за 30 хв.
  • Легко: без застосування додаткових способів підготовки
  • Дешево: комерційна доступність і невелика вартість витратних матеріалів
  • Ефективно: високий ступінь вивільнення
  • Точно: простота методу забезпечує надійність і відтворюваність результатів
  • Безпечно: зменшення кількості використання органічних розчинників

Етапи пробопідготовки методом QuEChERS: гомогенізація проби при низькій температурі, потім зразок поміщають до пробірки із розчинником, перемішують і центрифугують 1 хв., далі переносять 15 мл надосадової рідини в пробірку, додають спеціальні речовини, перемішують і знов центрифугують. Отриманий екстракт далі аналізується на хроматографі. Очищення таким методом дозволяє отримати пробу без домішок матриці, які можуть негативно вплинути на хроматографічний результат (наприклад, виникнення невідомих піків), та підвищити якість результату.

Метод гель-проникної хроматографії (ГПХ) – простіший через автоматизацію методу, але більш дороговартісний, ніж QuEChERS, використовується для підготовки проб зі значним вмістом жиру або пігментів до пестицидного аналізу.

Принцип: проба завантажується в колонку для гель-проникної хроматографії та промивається розчинником, таким чином забезпечується розділення молекул за розміром. Цей метод дозволяє отримати чистішу пробу і відповідно – точніший результат.

Визначення різних груп пестицидів у зернових культурах методом газової та рідинної хроматографії з мас-спектрометричним детектуванням

Якщо йдеться про контроль широкого переліку пестицидів різних груп, що мають бути відсутні в харчовій продукції, то єдиними методами, які дозволені до використання для таких цілей, є газова або рідинна хроматографія з мас-спектрометричним детектуванням.

Вибір газового чи рідинного типу розділення обумовлюється хімічними властивостями пестицидів, які ми хочемо визначати. Але зазвичай використовуються обидва методи. Всі експортери харчової продукції знайомі з довгими переліками різних пестицидів, на які треба перевіряти свій товар відповідно до законодавств країн-покупців. І майже ніколи весь перелік не перекриває лише один метод аналізу. Чому саме мас-спектрометричне детектування обов’язкове для мультикомпонентного аналізу? Тому що мас-детектор відбирає, бачить та аналізує лише ті компоненти, які ми шукаємо, і дає окрім часу утримування додатковий параметр підтвердження – співвідношення маси до заряду для молекули, яку шукаємо, – який дає нам можливість точно сказати, який пестицид ми знайшли в нашій продукції.

Поєднання газового і/або рідинного хроматографа з мас-спектрометром (ГХ/МС, РХ/МС) дозволяє досягти:

  • Високої специфічності аналізу
  • Низьких меж виявлення
  • Кількісного визначення більшості пестицидів порівняно із використанням хроматографів із селективними детекторами (ЕЗД, ПФД та ін.)
  • Мінімальної пробопідготовки
  • Можливості ідентифікації невідомих сполук у складних сумішах

Залежно від поставлених задач при аналізі пестицидів, від умов його проведення, людського ресурсу, який буде залучений, та результату, якого ми очікуємо по закінченню, – обирається найоптимальніший для конкретного випадку метод.

Ми у свою чергу забезпечимо Вас індивідуальними рекомендаціями щодо вибору оптимального технічного рішення, зважаючи на Ваші задачі та враховуючи наш досвід.

Вас також може зацікавити