Определение различных групп пестицидов хроматографическими методами

Применение пестицидов, дающее огромный производственный эффект, иногда отрицательно влияет на состав и свойства зерна и других сельскохозяйственных продуктов. Содержание остаточных количеств пестицидов в зерне, применяемых при его выращивании, необходимо строго контролировать, так как даже малые дозы могут вести к тяжелым нарушениям здоровья человека и животного.

Пестициды – это химические вещества, которые применяются в сельском хозяйстве для борьбы с насекомыми, грызунами, сорняками, возбудителями болезней, а также используются в качестве регуляторов роста растений. Несмотря на пользу для урожая, пестициды несут и негативное влияние на окружающую среду, на жизнь и здоровье человека. Они загрязняют почвы, воздух, водные ресурсы, могут долго сохраняться в сельскохозяйственной продукции и накапливаться в организмах животных и людей. Производители пищевой продукции обязаны контролировать количество остаточных пестицидов во всех видах продукции. Это строго контролируется законодательством практически всех стран и способствует безопасному потреблению продуктов.

Обычно пестициды контролируются несколькими методами:

  • Жидкостная хроматография
  • Газовая хроматография
  • Газовая и жидкостная хроматография с масс-спектрометрическим детектированием

Эти методы имеют высокое разрешение, которое необходимо при анализе многокомпонентных образцов, и высокую чувствительность, что позволяет определять пестициды на уровне концентраций 1 мкг/дм3 и ниже.

Определение различных групп пестицидов в зерновых культурах методом газовой хроматографии

Газовая хроматография – это метод определения индивидуальных пестицидов или их групп в продуктах сельскохозяйственной деятельности с помощью газового хроматографа с электрон-захватным, азот-фосфорным, пламенно-фотометрическим или масс-спектрометрическим детекторами. Выбор детектора зависит от группы пестицидов, которые нужно определять, и их концентраций. Хлорорганические пестициды обычно контролируются с использованием електрон-захватного детектора с чрезвычайной чувствительностью, а если стоит задача контролировать различные группы пестицидов в очень низких концентрациях, используют масс-спектрометрический детектор.

В Украине регламентируется содержание пестицидов в сельскохозяйственной продукции и продуктах питания в соответствии со следующими нормативными документами:

ДСТУ 3180-95 Пестициды. Термины и определения
ДСТУ OIML R 82:2014 Газохроматографические системы для измерения уровня загрязнения пестицидами и другим токсичными веществами (OIML R 82, edition 2006;IDT)
ДСТУ-Н CODEX STAN 229:2012 Продукты пищевые. Методы анализа остаточных количеств пестицидов (CODEX STAN 229-1993, Rev. 1-2003, IDT)
ДСТУ EN 1528-1-2002 Продукты пищевые с большим содержанием жира. Определение пестицидов и полихлорированных бифенилов (ПХБ). Часть 1. Общие положения (EN 1528-1:1996, IDT)
ДСТУ EN 12393-1:2003 Продукты пищевые нежировые. Определение содержания остатков пестицидов газохроматографическим методом. Часть 1. Общие положения (EN 12393-1:1998, IDT)
ДСТУ EN 12393-2:2003 Продукты пищевые нежировые. Определение содержания остатков пестицидов газохроматографическим методом. Часть 2. Методы экстракции и очистки (EN 12393-2:1998, IDT)
ДСТУ EN 12393-3:2003 Продукты пищевые нежировые. Определение содержания остатков пестицидов газохроматографическим методом. Часть 3. Определение и подтверждающие испытания (EN 12393-3:1998, IDT)
ДСТУ ISO 14181:2003 Корма для животных. Определение остатков хлорорганических пестицидов. Метод газовой хроматографии (ISO 14181:2000, IDT)
ДСТУ ISO 14182:2006 Корма для животных. Определение остатков фосфорорганических пестицидов методом газовой хроматографии (ISO 14182:1999, IDT)

Определение различных групп пестицидов в зерновых культурах методом жидкостной хроматографии

Метод жидкостной хроматографии в последние годы считается одним из самых важных в аналитической химии для определения следовых количеств пестицидов, ведь с каждым годом увеличивается количество высокополярных и малолетучих пестицидов. Кроме того, этот метод позволяет проводить совместное определение пестицидов и их метаболитов. Примерами пестицидов, которые определяются этим методом, является карбаматные пестициды, глифосаты и другие полярные и нелетучие.

Пределы обнаружения пестицидов являются достаточно низкими, поэтому для получения достоверных результатов важно тщательно проводить пробоподготовку. Наиболее популярными методами подготовки пробы является метод QuEChERS (Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged, Safe)  и гель-проникающая хроматография (ГПХ).

Метод QuEChERS – это:

  • Быстро: до 8 образцов за 30 мин.
  • Легко: без применения дополнительных способов подготовки
  • Дешево: коммерческая доступность и небольшая стоимость расходных материалов
  • Эффективно: высокая степень извлечения
  • Точно: простота метода обеспечивает надежность и воспроизводимость результатов
  • Безопасно: уменьшение количества использования органических растворителей

Этапы пробоподготовки методом QuEChERS: гомогенизация пробы при низкой температуре, затем образец помещают в пробирку с растворителем, перемешивают и центрифугируют 1 мин., далее переносят 15 мл надосадочной жидкости в пробирку, добавляют специальные вещества, перемешивают и снова центрифугируют. Полученный экстракт далее анализируется на хроматографе. Очистка таким методом позволяет получить пробу без примесей матрицы, которые могут негативно повлиять на хроматографический результат (например, возникновение неизвестных пиков), и повысить качество результата.

Метод гель-проникающей хроматографии (ГПХ) – проще из-за автоматизации, но более дорогостоящий, чем QuEChERS, используется для подготовки проб с большим содержанием жира или пигментов к пестицидному анализу.

Принцип: проба загружается в колонку для гель-проникающей хроматографии и промывается растворителем, таким образом обеспечивается разделение молекул по размеру. Этот метод позволяет получить чистую пробу и соответственно – более точный результат. 

Определение различных групп пестицидов в зерновых культурах методом газовой и жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием

Если речь идет о контроле широкого перечня пестицидов различных групп, которые должны отсутствовать в пищевой продукции, то единственными методами, которые разрешены к использованию для этих целей, является газовая или жидкостная хроматография с масс-спектрометрическим детектированием.

Выбор газового или жидкостного типа разделения определяется химическими свойствами пестицидов, которые мы хотим определять. Но обычно используются оба метода. Все экспортеры пищевой продукции знакомы с длинными перечнями различных пестицидов, на которые надо проверять свой товар в соответствии с законодательством стран-покупателей. И почти никогда весь перечень не перекрывает только один метод анализа. Почему именно масс-спектрометрическое детектирование обязательно для мультикомпонентного анализа? Потому что масс-детектор отбирает, видит и анализирует только те компоненты, которые мы ищем, и дает помимо времени удерживания дополнительный параметр подтверждения – соотношение массы к заряду для искомой молекулы, – который дает нам возможность точно сказать, какой пестицид мы нашли в нашей продукции.

Сочетание газового и/или жидкостного хроматографа с масс-спектрометром (ГХ/МС, ЖХ/МС) позволяет достичь:

  • Высокой специфичности анализа
  • Низких пределов обнаружения
  • Количественного определения большинства пестицидов по сравнению с использованием хроматографов с селективными детекторами (ЭЗД, ПФД и др.)
  • Минимальной пробоподготовки
  • Возможности идентификации неизвестных соединений в сложных смесях

В зависимости от поставленных задач при анализе пестицидов, от условий его проведения, человеческого ресурса, который будет привлечен, и результата, которого мы ожидаем по окончании, – избирается оптимальный для конкретного случая метод.

Мы в свою очередь обеспечим Вас индивидуальными рекомендациями по выбору оптимального технического решения, ориентируясь на Ваши задачи и учитывая наш опыт.

Вас также может заинтересовать