Σύγχρονες αναλυτικές μεθοδολογίες στοχευμένης και μη στοχευμένης ανάλυσης υπολειμμάτων φυτοφάρμακων σε φρούτα και λαχανικά με χρήση LC-HRMS τεχνικών
Φόρτωση...
Ημερομηνία
Συγγραφείς
Γκουντούρας, Δημήτριος
Τίτλος Εφημερίδας
Περιοδικό ISSN
Τίτλος τόμου
Εκδότης
Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών. Τμήμα Χημείας
Περίληψη
Τύπος
Είδος δημοσίευσης σε συνέδριο
Είδος περιοδικού
Είδος εκπαιδευτικού υλικού
Όνομα συνεδρίου
Όνομα περιοδικού
Όνομα βιβλίου
Σειρά βιβλίου
Έκδοση βιβλίου
Συμπληρωματικός/δευτερεύων τίτλος
Περιγραφή
Τα φρούτα και τα λαχανικά ως τροφική ομάδα κατέχουν σημαίνοντα ρόλο στην διατήρηση και στη βελτίωση των διατροφικών συνηθειών των ανθρώπων, αλλά συνάμα, μπορούν να προσδώσουν μεγάλη οικονομική αξία σε πολλές γεωργικές περιοχές σε διάφορες χώρες (Román et al., 2022). Παρ’ όλα αυτά, αρκετές φορές έρχονται στο προσκήνιο προβλήματα που αφορούν την εμφάνιση ασθενειών των φυτών, τα οποία προκαλούνται από διάφορους και ποικίλους παράγοντες του περιβάλλοντος, δημιουργώντας ανησυχία, αφού θέτουν σε κίνδυνο την αγροτική παραγωγή. Γι’ αυτό τον λόγο, τα φυτοφάρμακα αποτελούν ιδιαίτερα σημαντικό μέσο για την προστασία της παραγωγής σοδειών αλλά και για την αποδοτική και ασφαλή αύξησή της (M. del M. Gómez-Ramos et al., 2020). Πιο συγκεκριμένα, είναι μία από τις διατροφικές ομάδες που εμφανίζουν τα υψηλότερα επίπεδα υπολειμμάτων φυτοφαρμάκων, καθώς κατά κόρον καταναλώνονται ωμά, χωρίς θερμική επεξεργασία. Επομένως, καθίσταται επιτακτική η ανάγκη ελέγχου της χρήσης φυτοπροστατευτικών σκευασμάτων σε καλλιέργειες οπωροκηπευτικών προϊόντων, για την διασφάλιση της ποιότητας, της διατροφικής τους αξίας, αλλά και για την αύξηση της εμπιστοσύνης των καταναλωτών προς τους παραγωγούς. Όσον αφορά πρόσφατες παρόμοιου ενδιαφέροντος έρευνες, υπάρχει πληθώρα εργασιών που απέδειξαν την παρουσία υπολειμμάτων φυτοφαρμάκων σε διάφορα υποστρώματα φρούτων και λαχανικών (Bauer et al., 2018a; Hergueta-Castillo et al., 2022; Pszczolińska & Kociołek, 2022; Rajski et al., 2019; Stachniuk et al., 2017; H. Wang et al., 2022; Wong et al., 2021). Η πλειονότητα αυτών φαίνεται να αποκαλύπτει υπολείμματα τα οποία δεν ξεπερνούν τα όρια που έχουν τεθεί από τους αρμόδιους ευρωπαϊκούς και παγκόσμιους οργανισμούς στο πεδίο των γεωργικών κανονισμών (M. del M. Gómez-Ramos et al., 2020). Υπάρχουν όμως και κάποιες, που οδήγησαν στην ταυτοποίηση ουσιών, οι οποίες σημείωσαν τιμές συγκεντρώσεων υψηλότερες των μέγιστων ορίων υπολειμμάτων φυτοφαρμάκων (MRLs) και επιβεβαίωσαν το μεγάλο και πάντα επίκαιρο ερευνητικό ενδιαφέρον στο πεδίο των προϊόντων αγροτικής παραγωγής (Stachniuk et al., 2017). Αναφορικά με την εκχύλιση των αναλυτών, παρόλο που τα υποστρώματα περιέχουν ποικίλες και πολυάριθμες ενώσεις που μπορούν να παρεμποδίσουν την ανάλυση, όπως σάκχαρα, οργανικά οξέα και χρωμοφόρες οργανικές ομάδες κ.ά., η χρήση της μεθόδου εκχύλισης QuEChERS έχει αποδειχθεί ικανή να εξασφαλίσει αξιόπιστα αποτελέσματα (Michelangelo Anastassiades et al., 2003). Με μικρές τροποποιήσεις, η μέθοδος παρέχει επαρκώς καθαρισμένα δείγματα που προορίζονται για έγχυση σε υγρό χρωματογράφο. Ειδικότερα, μέσω της υγρής χρωματογραφίας συζευγμένη με αναλυτή μάζας, μπορούν να ανιχνευθεί πληθώρα οργανικών ενώσεων, μεταξύ αυτών και των φυτοφαρμάκων, καθώς και με την εξέλιξη της τεχνολογίας στις ενόργανες διατάξεις και την ανάπτυξη αναλυτών μάζας υψηλής διακριτικής ικανότητας, όπως ο υβριδικός αναλυτής Orbitrap, δύνανται να ληφθούν φάσματα μάζας με εξαιρετική ακρίβεια (M. M. Gómez-Ramos et al., 2013). Απαραίτητη αποτελεί βέβαια και η συσχέτιση των αποτελεσμάτων με τα εγκαθιδρυμένα MRLs για προϊόντα γεωργικής παραγωγής, με σκοπό την διασφάλιση και επικύρωση των αποτελεσμάτων (SANTE, 2021).
Βάσει των προαναφερθέντων, ο σκοπός της παρούσας έρευνας εστίασε στην ανάπτυξη μίας γρήγορης, εύκολα εφαρμόσιμης και ευαίσθητης μεθόδου ανάλυσης, με την ικανότητα εφαρμογής σε ποικίλα υποστρώματα φρούτων και λαχανικών, έχοντας υψηλές ανακτήσεις, καλή πιστότητα και αρκετά χαμηλά όρια ανίχνευσης, τα οποία παρέχονται από τον συνδυασμό της QuEChERS με UHPLC-LTQ/Orbitrap HRMS. Ιδιαίτερα σημαντικό ρόλο στην παρούσα έρευνα διαδραμάτισε ο υψηλής διακριτικής ικανότητας υβριδικός αναλυτής Orbitrap MS, παρέχοντας αναλυτικές πληροφορίες μέσω της εξαιρετικής ακρίβειας των φασμάτων μάζας, αναφορικά με την ταυτοποίηση των θραυσμάτων στην μη στοχευμένη ανάλυση. Κατ’ επέκταση, λαμβάνονται ενισχυμένα αναλυτικά σήματα για την επίτευξη αρκετά χαμηλών ορίων για την ποσοτικοποίηση των οργανικών ενώσεων ενδιαφέροντος, με σκοπό την εξαγωγή χρήσιμων αποτελεσμάτων και συμπερασμάτων για την παρουσία των υπολειμμάτων φυτοφαρμάκων στα αναλυθέντα δείγματα φρούτων και λαχανικών.
For many years, pesticides are predominantly being used to control and prevent the spreading of plant diseases, under the risk of threatening human health and crop production. This study developed an organized strategy of two steps; one including a targeted based screening, regarding a complete list of 31 pesticides and another conducting a non-target, suspect screening of pesticide residues and possible TPs in fruits and vegetables. As an extraction method, QuEChERS was selected, due to Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged and Safe procedure. QuEChERS was validated for the accurate detection of 31 pesticides, picked out from different chemical categories. The same path was followed, concerning the suspect screening, seeking throughout an expanded library of approximately 400, widely used and commonly found in fruits and vegetables, pesticides and transformation products (TPs). Initially selected matrices for this study included oranges, lemons, grapefruits, mandarins, pears, apples, grapes, strawberries and green leafy vegetables. Analysis was performed using ultra-high performance liquid chromatography coupled to the hybrid LTQ/Orbitrap HRMS. QuEChERS proved to be efficient enough for the selected pesticides extraction, exhibiting good linearity and recoveries over 70 %. At the same time remarkably, good precision was achieved (RSD %), while method detection limits were at low concentration levels. Overall, extraction efficiency was satisfactory in terms of method validation and pesticides identification when considered against the SANTE EU Guideline criteria. Suspect screening workflow aimed to the identification via HRMS with data dependent acquisition (DD) MS2 high quality mass spectra obtained. Detection was based on the exact mass (positive mode, [M+H]+), retention times when available and confirmation via MS2 data either existing to our home database or comparing with the online spectral database mzCloudTM. Suspect screening results revealed the presence of more than one pesticide residues in the fruit and vegetable matrices tested. This strategy is expected to give added value in the perspective of detecting contaminants without a priori data and serving as an early alert of food commodities’ quality.
For many years, pesticides are predominantly being used to control and prevent the spreading of plant diseases, under the risk of threatening human health and crop production. This study developed an organized strategy of two steps; one including a targeted based screening, regarding a complete list of 31 pesticides and another conducting a non-target, suspect screening of pesticide residues and possible TPs in fruits and vegetables. As an extraction method, QuEChERS was selected, due to Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged and Safe procedure. QuEChERS was validated for the accurate detection of 31 pesticides, picked out from different chemical categories. The same path was followed, concerning the suspect screening, seeking throughout an expanded library of approximately 400, widely used and commonly found in fruits and vegetables, pesticides and transformation products (TPs). Initially selected matrices for this study included oranges, lemons, grapefruits, mandarins, pears, apples, grapes, strawberries and green leafy vegetables. Analysis was performed using ultra-high performance liquid chromatography coupled to the hybrid LTQ/Orbitrap HRMS. QuEChERS proved to be efficient enough for the selected pesticides extraction, exhibiting good linearity and recoveries over 70 %. At the same time remarkably, good precision was achieved (RSD %), while method detection limits were at low concentration levels. Overall, extraction efficiency was satisfactory in terms of method validation and pesticides identification when considered against the SANTE EU Guideline criteria. Suspect screening workflow aimed to the identification via HRMS with data dependent acquisition (DD) MS2 high quality mass spectra obtained. Detection was based on the exact mass (positive mode, [M+H]+), retention times when available and confirmation via MS2 data either existing to our home database or comparing with the online spectral database mzCloudTM. Suspect screening results revealed the presence of more than one pesticide residues in the fruit and vegetable matrices tested. This strategy is expected to give added value in the perspective of detecting contaminants without a priori data and serving as an early alert of food commodities’ quality.
Περιγραφή
Λέξεις-κλειδιά
LC-HRMS, Φρούτα, Λαχανικά
Θεματική κατηγορία
Παραπομπή
Σύνδεσμος
Γλώσσα
el
Εκδίδον τμήμα/τομέας
Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών. Τμήμα Χημείας
Όνομα επιβλέποντος
Αλμπάνης, Τριαντάφυλλος
Εξεταστική επιτροπή
Κωνσταντίνου, Ιωάννης
Χελά, Δήμητρα
Αλμπάνης, Τριαντάφυλλος
Χελά, Δήμητρα
Αλμπάνης, Τριαντάφυλλος
Γενική Περιγραφή / Σχόλια
Ίδρυμα και Σχολή/Τμήμα του υποβάλλοντος
Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών
Πίνακας περιεχομένων
Χορηγός
Βιβλιογραφική αναφορά
Ονόματα συντελεστών
Αριθμός σελίδων
172 σ.
Λεπτομέρειες μαθήματος
item.page.endorsement
item.page.review
item.page.supplemented
item.page.referenced
Άδεια Creative Commons
Άδεια χρήσης της εγγραφής: Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States