Bestimmung von 45 Pestiziden in Avocadosorten mit der QuEChERS-Methode und Gaschromatographie-Tandem-Massenspektrometrie

In der chemischen Analyse kann der Matrixeffekt (ME) auf verschiedene Weise definiert werden, aber eine weithin akzeptierte allgemeine Definition lautet wie folgt: Er bezieht sich auf die Änderung des Signals, insbesondere auf eine Änderung der Steigung der Kalibrierkurve, wenn die Probenmatrix oder ein Teil davon während der Analyse eines bestimmten Analyten vorhanden ist. Als kritischer Aspekt erfordert ME eine gründliche Untersuchung während des Validierungsprozesses jeder analytischen Methode, da sie sich direkt auf die Genauigkeit der quantitativen Messung für die Zielanalyten^{auswirkt 1}. Im Idealfall sollte ein Probenvorbehandlungsverfahren selektiv genug sein, um die Extraktion von Komponenten aus der Probenmatrix zu vermeiden. Trotz erheblicher Anstrengungen landen viele dieser Matrixkomponenten in den meisten Fällen immer noch in den endgültigen Bestimmungssystemen. Folglich beeinträchtigen solche Matrixkomponenten oft die Wiederfindungs- und Genauigkeitswerte, führen zu zusätzlichem Rauschen und erhöhen die Gesamtkosten und den Arbeitsaufwand für die Methode.

In der Gaschromatographie (GC) entsteht ME aufgrund des Vorhandenseins aktiver Zentren innerhalb des GC-Systems, die über verschiedene Mechanismen mit den Zielanalyten interagieren. Einerseits blockieren oder maskieren die Matrixbestandteile diese aktiven Stellen, die sonst mit den Zielanalyten interagieren würden, was zu einer häufigen Signalverstärkung führt². Auf der anderen Seite können aktive Stellen, die nicht blockiert bleiben, aufgrund starker Wechselwirkungen zu Peak-Tailing oder Analytabbau führen, was zu einem negativen ME führt. Dies kann jedoch in bestimmten Fällen potenzielle Vorteile bieten². Es ist wichtig zu betonen, dass das Erreichen einer vollständigen Inertheit in einem GC-System trotz der Verwendung von hochgradig inerten Komponenten und der ordnungsgemäßen Wartung eine äußerst große Herausforderung darstellt. Bei kontinuierlicher Anwendung wird die Anhäufung von Matrixkomponenten im GC-System ausgeprägter, was zu einem erhöhten ME führt. Heutzutage ist weithin anerkannt, dass Analyten, die Sauerstoff, Stickstoff, Phosphor, Schwefel und ähnliche Elemente enthalten, ein höheres ME aufweisen, da sie leicht mit diesen aktiven Zentren interagieren. Umgekehrt unterliegen hochstabile Verbindungen wie Kohlenwasserstoffe oder Organohalogene solchen Wechselwirkungen nicht und zeigen während der Analyse kein beobachtbares ME ^2,3.

Insgesamt kann ME nicht vollständig eliminiert werden, was zur Entwicklung mehrerer Strategien zur Kompensation oder Korrektur führt, wenn eine vollständige Entfernung der Matrixkomponenten nicht möglich ist. Zu diesen Strategien gehören die Verwendung von deuterierten internen Standards (ISs), Analyt-Schutzmitteln, die matrixangepasste Kalibrierung, die Standardadditionsmethode oder die Modifikation von Injektionstechniken in der wissenschaftlichen Literatur 1,2,4,5. In den Leitlinien SANTE/11312/2021 wurden diese Strategien ebenfalls empfohlen⁶.

Was die Anwendung der matrixangepassten Kalibrierung zur Kompensation von MEs betrifft, so umfassen die Probensequenzen in der Praxis verschiedene Arten von Lebensmitteln oder verschiedene Proben aus derselben Ware. In diesem Fall wird davon ausgegangen, dass die Verwendung einer Probe aus derselben Ware das ME in allen Proben wirksam kompensiert. In der vorhandenen Literatur fehlt es jedoch an ausreichenden Studien, die sich speziell mit dieser Fragestellung befassen⁷.

Die Mehrfachrückstandsbestimmung von Pflanzenschutzmitteln in Matrices mit einem nennenswerten Anteil an Fetten und Pigmenten stellt eine anspruchsvolle Aufgabe dar. Die beträchtliche Menge an mitextrahiertem Material kann die Extraktionseffizienz erheblich beeinträchtigen und die anschließende chromatographische Bestimmung beeinträchtigen, wodurch die Säule, die Quelle und der Detektor möglicherweise beschädigt werden und zu erheblichen MEs geführt werden ^8,9,10. Folglich erfordert die Analyse von Pestiziden im Spurenbereich in solchen Matrices eine signifikante Reduzierung der Matrixkomponenten vor der Analyse bei gleichzeitiger Sicherstellung hoher Wiederfindungswerte⁷. Das Erreichen hoher Wiederfindungswerte ist entscheidend, um sicherzustellen, dass die Pestizidanalysen zuverlässig, genau und konform mit den gesetzlichen Standards bleiben. Dies ist von entscheidender Bedeutung, um die Lebensmittelsicherheit, den Umweltschutz und eine informierte Entscheidungsfindung in der Landwirtschaft und verwandten Bereichen zu gewährleisten.

Die Avocado ist eine Frucht von hohem Handelswert, die weltweit in tropischen und mediterranen Klimazonen angebaut und sowohl in ihren Herkunftsregionen als auch auf den zahlreichen Exportmärkten weit verbreitet ist. Aus analytischer Sicht ist die Avocado eine komplexe Matrix, die eine beträchtliche Anzahl von Fettsäuren (d. h. Ölsäure, Palmitinsäure und Linolsäure) enthält, ähnlich wie Nüsse, einen signifikanten Pigmentgehalt, wie in grünen Blättern, sowie Zucker und organische Säuren, ähnlich denen, die in anderen Früchten enthalten sind¹¹. Aufgrund seiner fettigen Natur ist bei der Anwendung einer analytischen Analysemethode besondere Vorsicht geboten. Während die Analyse von Pestizidrückständen an Avocados mit GC-MS in einigen Fällen durchgeführt wurde 8,12,13,14,15,16,17,18,19,20, war sie im Vergleich zu anderen Matrices relativ selten. In den meisten Fällen wurde eine Version der Qu ick-Easy-Ch eap-E ffective-R ugged-S afe (QuEChERS) Methode angewandt 8,12,13,14,15,16,17,18. Keine dieser Studien hat die Konsistenz von MEs bei verschiedenen Avocadosorten untersucht.

Daher war es das Ziel dieser Arbeit, die Konsistenz von MEs und Wiederfindungswerten für 45 repräsentative Pestizide über verschiedene Avocadosorten (d.h. Criollo, Hass und Lorena) unter Verwendung der QuEChERS-Methode mit Ammoniumformiat und GC-MS/MS zu untersuchen. Nach unserem besten Wissen ist dies das erste Mal, dass diese Art von Studie an solchen Fettmatrixproben durchgeführt wurde.