Vývoj automatizovanej metódy na stanovenie vysokej koncentrácie cypermetrínu pomocou spojení SPME a GC-MS/MS

Vývoj automatizovanej metódy na stanovenie vysokej koncentrácie cypermetrínu pomocou spojení SPME a GC-MS/MS

Celkové hodnotenie

Vedecká práca
100%
Prevedenie (dizajn)
100%
Diskusná interakcia
PoužívateľVedecká prácaDizajnDiskusná interakcia
RNDr. Veronika Pinková Gajdošová PhD.100%100%-
ISBN: 978-80-972360-6-9

Vývoj automatizovanej metódy na stanovenie vysokej koncentrácie cypermetrínu pomocou spojení SPME a GC-MS/MS

Nikola Kurucová1 , Agneša Szarka , Svetlana Hrouzková , Francisco Javier Arrebola Liébanas2 ,
1 Slovenská technická univerzita v Bratislave, Fakulta chemickej a potravinárskej technológie, Bratislava, Slovensko
2 Universidad de Almería, Department of Chemistry and Physics, Almería, Spain
nik.kurucova@gmail.com

Využívanie pesticídov, tzn. látok na ochranu rastlín proti škodcom a chorobám, je úzko spojené s poľnohospodárskou výrobou, ktorá sa neustále vyvíja, nakoľko dopyt po potravinách narastá. Jedným z týchto pesticídov je cypermetrín, ktorý patrí do skupiny syntetických pyretroidov. Ako insekticíd sa využíva na ničenie hmyzu, ktorý sa nachádza na bavlne, šaláte a na ničenie švábov, bĺch a termitov v budovách [1]. Stanovenie cypermetrínu v technických produktoch je veľmi dôležité z dôvodu kontroly kvality týchto výrobkov a to najmä  v krajinách s rozvinutým poľnohospodárskym priemyslom, ako je napríklad Španielsko. Na trhu sa objavujú aj falošné výrobky, ktoré neposkytujú deklarovanú aktívnu látku (cypermetrín a pod.) alebo ich požadovanú koncentráciu. Technické produkty však obsahujú vysokú koncentráciu pesticídov a preto predstavujú veľký problém pre analýzu pomocou plynovej chromatografie v spojení s hmotnostnou spektrometriou (GC-MS). Pri tejto analýze je potrebné viacnásobné zriedenie vzorky na rádovo nižšiu koncentráciu, pričom chyba analýzy sa každým zriedením zvyšuje.

Cieľom našej práce bolo vyvinúť vhodnú automatizovanú metódu na stanovenie cypermetrínu v technických produktoch, pri ktorej je chyba analýzy minimalizovaná, nakoľko opakované zrieďovanie vzorky nie je potrebné.  Bola vyvinutá a optimalizovaná metóda, ktorá na extrakciu cypermetrínu z technických produktov využíva mikroextrakciu na tuhej fáze (SPME) a na stanovenie plynovú chromatografiu v spojení s tandemovou hmotnostnou spektrometriou (GC-MS/MS).

Najprv sa optimalizovali vybrané chromatografické parametre metódy GC-MS/MS, ako sú teplota kolóny a teplota dávkovača. Zistilo sa, že najvhodnejšie hodnoty parametrov sú nasledovné: teplota kolóny 250 °C, pričom čas analýzy je 15 min a teplota dávkovača 200 °C.  Následne sa študovali parametre pre SPME v headspace (HS) a direct immersion (DI) móde. Prvým krokom optimalizácie bolo nájdenie vhodného vlákna na extrakciu cypermetrínu. Skúmalo sa päť rôznych vlákien potiahnutých polymérom a zistilo sa, že polydimetylsiloxán je pre extrakciu cypermetrínu najvhodnejší v HS aj DI móde. Nakoľko je koncentrácia cypermetrínu v technických produktoch vysoká, zvolila sa HS-SPME. Ďalšími parametrami ovplyvňujúcimi extrakčný krok sú teplota extrakcie a čas extrakcie. Ukázalo sa, že najúčinnejšia extrakcia cypermetrínu prebieha pri teplote extrakcie 30 °C a po dobu extrakcie 30 min. Nakoľko je táto analýza určená pre vzorky s vysokou koncentráciou cypermetrínu, je možné pri reálnych vzorkách technických produktov zvoliť aj kratší čas extrakcie, vzhľadom na ich koncentráciu. Po optimalizácii všetkých parametrov sa zistil aj vhodný čas desorpcie (splitless time), 5 min.

Vyvinutá GC-MS/MS metóda v spojení s SPME bola testovaná analýzou reálnych vzoriek technických produktov s vysokým obsahom cypermetrínu. Deklarovaná koncentrácia cypermetrínu v daných produktoch bola  0,49%, čo znamená 4900 mg L-1. Analýzou týchto vzoriek bola spoľahlivo stanovená deklarovaná koncentrácia cypermetrínu. Navrhovaná metóda je jednoduchá, rýchla, šetrná k životnému prostrediu a dá sa úspešne uplatniť na stanovenie cypermetrínu vo vzorkách technických produktov.

Poďakovanie: 

Práca bola podporovaná Vedeckou grantovou agentúrou MŠ SR (VEGA projekt č. 1/0412/20) a Programom na podporu excelentných tímov mladých výskumníkov STU.

Zdroje: 

 [1] World Health Organization (WHO). 1989. Cypermethrin. Environmental Health Criteria 82. Geneva, Switzerland: United Nations Environment Programme, International Labor Organization, and WHO.

Diskusia