A detecção precisa de resíduos de pesticidas em alimentos e matrizes ambientais é essencial para a conformidade regulatória e a proteção da saúde pública. Com níveis máximos de resíduos (MRLs) cada vez mais rigorosos, os laboratórios modernos devem contar com fluxos de trabalho analíticos altamente sensíveis, robustos e eficientes.
O sistema GC-MS/MS de triplo quadrupolo Thermo Scientific™ TSQ™ 9610 representa um avanço significativo na análise direcionada de múltiplos resíduos de pesticidas, combinando ionização avançada, design pronto para automação e compatibilidade flexível com a preparação de amostras. Este blog explora a base científica e as vantagens práticas do Thermo Scientific TSQ 9610 em conjunto com técnicas de preparação contemporâneas, como QuEChERS e Extração em fase sólida μSPE automatizada para GC e LC-MS
Evolução da preparação de amostras de resíduos de pesticidas
1. Contexto histórico
Até a década de 1950, a análise de pesticidas dependia de técnicas de extração líquido-líquido (LLE) trabalhosas, que utilizavam solventes como éter de petróleo, clorofórmio e acetona. Esses métodos eram demorados, careciam de seletividade e apresentavam baixa recuperação de compostos em níveis traço.
2. A era cromatográfica
A introdução da cromatografia Gasosa (GC) em meados do século XX revolucionou a detecção de pesticidas. O uso de purificação em fase sólida (por exemplo, Florisil®, sílica gel), etapas de derivatização e os primeiros detectores de captura de elétrons (ECD) aumentaram significativamente a sensibilidade para compostos halogenados.
3. Extração em fase sólida e integração com HPLC
Na década de 1980, a extração em fase sólida (SPE) surgiu como uma alternativa mais rápida e seletiva à LLE. Ela facilitou a obtenção de extratos mais limpos com uso reduzido de solventes. Simultaneamente, a HPLC tornou-se essencial para a análise de compostos termicamente instáveis, inadequados para GC.
4. Métodos multirresíduos e espectrometria de massa
A década de 1990 viu o desenvolvimento de métodos multirresíduos padronizados (por exemplo, DFG-S19 na Alemanha), permitindo a quantificação simultânea de dezenas de pesticidas. A combinação com GC-MS e, posteriormente, LC-MS/MS proporcionou tanto a confirmação estrutural quanto uma maior sensibilidade.
QuEChERS e o surgimento da extração simplificada
Introduzido por Anastassiades et al. em 2003, o método QuEChERS (Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged, Safe) revolucionou a preparação de amostras. Baseado na extração com acetonitrila, partição por salga e SPE dispersiva (d-SPE), tornou-se o padrão de fato para testes regulatórios de frutas, vegetais, grãos e muito mais.
Os benefícios do QuEChERS incluem:
- Uso mínimo de equipamentos e solventes
- Altas recuperações para uma ampla faixa de polaridade
- Compatibilidade com GC-MS/MS e LC-MS/MS
No entanto, os desafios permanecem, especialmente para matrizes com alto teor de gordura ou pigmentadas, onde coextratos residuais podem suprimir a resposta do analito e contaminar os instrumentos.
Micro-SPE: limpeza precisa para fluxos de trabalho modernos
Microextração em fase sólida (µSPE) é uma evolução miniaturizada da SPE, otimizada para limpeza pós-QuEChERS:
Vantagens científicas:
- Maior seletividade com químicas de sorventes personalizadas
- Perfis de eluição aprimorados devido a tamanhos de partículas menores
- Volume morto reduzido, minimizando a perda de solvente e analito
- Compatibilidade online com amostradores automáticos e sistemas de injeção
Em um estudo realizado por Hakme e Poulsen (2021, J. Chromatogr. A), a µSPE demonstrou remover mais de 70% das interferências da matriz em amostras de cereais em comparação com a d-SPE, melhorando significativamente o desempenho da MS a jusante.
TSQ 9610 GC-MS/MS: projetado para aplicações exigentes
1. Fonte de íons AEI
A fonte Advanced Electron Ionization (AEI) gera um feixe de íons altamente focado, proporcionando intensidade e estabilidade de sinal excepcionais, mesmo com amostras com matriz pesada. Sua construção robusta reduz os ciclos de manutenção, mantendo baixos limites de detecção.
2. Detector XLXR
Esta nova arquitetura de detector oferece uma faixa dinâmica linear estendida, permitindo a quantificação de analitos de níveis baixos de ppt a altos de ppb em uma única execução, o que é fundamental para a triagem de contaminantes regulamentados e emergentes.
3. Tecnologia NeverVent
O tempo de atividade do instrumento é maximizado com o Vacuum Probe Interlock (VPI), permitindo:
- Troca de coluna
- Substituição da fonte de íons
- Sem ventilação do sistema, preservando a integridade do vácuo e reduzindo o tempo de inatividade.
4. Capacidade de retrolavagem integrada
O mecanismo inteligente de retrolavagem do sistema permite:
- Remoção mais rápida da matriz
- Redução da contaminação da coluna analítica
- Melhoria da forma e reprodutibilidade do pico
Considerações sobre o gás transportador: hidrogênio vs. hélio
Com o aumento dos custos do hélio e as preocupações com o fornecimento, o hidrogênio está ganhando popularidade como gás transportador para GC-MS/MS. Embora o hidrogênio introduza alterações na eficiência da ionização e nos padrões de fragmentação, a otimização do método pode mitigar esses efeitos.
Exemplo:
Deltametrina, pentaclorobenzeno e isodrina foram quantificados com sucesso em 0,005 mg/kg em alimentos para bebês usando hidrogênio, com relações sinal-ruído comparáveis aos métodos baseados em hélio.Observação: as transições SRM podem precisar ser reutilizadas devido às alterações nas relações de íons em condições de hidrogênio.
Destaque da aplicação: validação de matriz de cereais
Em um estudo de validação em cinco matrizes de cereais (trigo, arroz, cevada, centeio, aveia), o µSPE proporcionou:
- Remoção da matriz >70%
- Cromatogramas limpos
- Quantificação estável em níveis sub-ppb
Isso demonstra a aplicabilidade do sistema em testes de segurança alimentar de rotina, mesmo em tipos de amostras complexas e variáveis.
Conclusão
A combinação de técnicas avançadas de preparação de amostras e o sistema GC-MS/MS TSQ 9610 da Thermo Scientific oferece aos laboratórios uma plataforma pronta para o futuro para análise de resíduos de pesticidas. Seja para lidar com conformidade de rotina ou aplicações de pesquisa desafiadoras, esta solução integrada garante:
- Remoção aprimorada da matriz
- Baixos limites de detecção
- Resultados robustos e reproduzíveis
- Flexibilidade nos tipos de amostra e uso de gás transportador
Mais informações:
Entre em contato comigo pelo e-mail petra.gerhards@thermofisher.com
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