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Publication
Development of a methodology based on QuEChERS-dSPE/UHPLC-PDA to quantify pesticide residues in potatoes
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Authors
Abstract(s)
Pesticides have been associated to human health hazards, ranging from headaches to cancer or, reproductive and endocrine system disruption. Inappropriate use of pesticides may cause damage to the environment, increase resistance in the target pest organisms and deleterious effects of non-target organisms. The European Union (EU) set directives for pesticides usage, establishing maximum residue limits (MRLs) in fruits and vegetables. It is very important to monitor if the pesticide residues are below the MRLs in food matrices and to evaluate if they pose a risk to the health of consumer and environment. The purpose of this work was to develop a fast and sensitive analytical method to identify and quantify common pesticide residues in potatoes based on a quick, easy, cheap, effective, rugged, and safe (QuEChERS) procedure combined with ultra-highpressure liquid chromatography tandem with photodiode array system (UHPLC-PDA). The parameters that affect the QuEChERS/UHPLC-PDA efficiency, such as extraction solvent, buffered salts, stationary phases, gradient conditions, and eluents were optimized. The optimal parameters were 50% of acetonitrile (ACN) acidified with 0.1% phosphoric acid (PhA) and, magnesium sulfate: sodium chloride: disodium hydrogen citrate sesquihydrate: trisodium citrate dihydrate (1:1:1/2:1) ratio was used. Moreover, 30 min ultrasound time was added and for clean-up magnesium sulfate and primary secondary were used. The selected column was CORTECS with a gradient program combining an aqueous solution acidified with 0.1% PhA and ACN, a flow rate of 150 µL/min at 30 ºC. After optimization, the method was validated according to IUPAC guidelines. The validated method showed to be selective for the studied pesticides, and showed satisfactory performance in terms of linearity, with correlation coefficient (r2) higher than 0.997. The limits of detection (LOD) ranging from 0.005 (chlorpyrifos) to 2.581 (thiabendazole) mg/L, whereas the limit of quantification (LOQ) limit from 0.015 (chlorpyrifos) to 7.821 (thiabendazole) mg/L. In relation to the accuracy, the obtained values varied between 87.7 and 214.2 %, while in precision, the coefficients of variation remained in general below to 20 %. In terms of matrix effect, the values ranged between 87.6 and 185.8 %, which agreed with results reported by other studies.
Os pesticidas têm sido associados a diversos riscos para a saúde, que vão desde dores de cabeça até cancro ou ainda a distúrbios do sistema reprodutivo e endócrino. O uso inadequado de pesticidas pode não só causar danos ao meio ambiente como também, aumentar a resistência nos organismos-alvo da praga e ainda, exibir efeitos negativos em organismos não-alvo. Consequentemente, a União Europeia (UE) estabeleceu diretrizes para o uso de pesticidas, estabelecendo limites máximos de resíduos (LMRs) em frutas e vegetais. A monitorização dos resíduos é fundamental para avaliar se um determinado alimento representa um risco para a saúde do consumidor e, do meio ambiente. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um método analítico rápido e sensível para identificar e quantificar os resíduos de pesticidas mais utilizados em batatas. O método foi baseado num procedimento rápido, fácil, económico, eficaz, robusto e seguro (QuEChERS) seguido de cromatográfica em fase líquida de alta eficiência com detetor por arranjo de fotodiodos (UHPLC-PDA). Os parâmetros que influenciam a eficiência da metodologia QuEChERS/UHPLCPDA, nomeadamente solvente de extração, sais de partição, fases estacionárias, condições de gradiente, eluentes foram otimizados. As melhores condições extrativas foram obtidas usando 50% de acetonitrilo (ACN) acidificado com 0.1% ácido fosfórico (PhA) e, sulfato de magnésio: cloreto de sódio: citrato dissódico sesqui-hidratado :citrato trissódico di-hidratado (1: 1: 1/2: 1) como rácio dos sais de partição. A extração em fase sólida dispersiva (dSPE) foi efetuada usando sulfato de magnésio: amina primária secundária (PSA) como sorventes. A coluna selecionada foi a CORTECS, sendo usado como gradiente uma solução aquosa acidificada com 0,1% de PhA e ACN, fluxo de 150 µL/min a 30 ºC. Após a otimização, o método foi validado de acordo com as diretrizes da IUPAC. Este mostrou-se seletivo para os pesticidas estudados e, apresentou um desempenho satisfatório em termos de linearidade, com coeficientes de correlação (r2) maiores que 0,997. Os limites de deteção (LOD) variam de 0,005 (clorpirifós) a 2,581 (tiabendazol) mg/L, enquanto que o limite de quantificação (LOQ) varia de 0,015 (clorpirifós) a 7,821 (tiabendazol) mg/L. Em relação à exatidão, os valores obtidos variam entre 87,7 e 214,2%, mais ainda, na precisão, os coeficientes de variação permaneceram em geral abaixo de 20%. Em termos de efeito matriz, os valores variaram entre 87,6 e 185,8%, concordando com os resultados relatados por outros estudos.
Os pesticidas têm sido associados a diversos riscos para a saúde, que vão desde dores de cabeça até cancro ou ainda a distúrbios do sistema reprodutivo e endócrino. O uso inadequado de pesticidas pode não só causar danos ao meio ambiente como também, aumentar a resistência nos organismos-alvo da praga e ainda, exibir efeitos negativos em organismos não-alvo. Consequentemente, a União Europeia (UE) estabeleceu diretrizes para o uso de pesticidas, estabelecendo limites máximos de resíduos (LMRs) em frutas e vegetais. A monitorização dos resíduos é fundamental para avaliar se um determinado alimento representa um risco para a saúde do consumidor e, do meio ambiente. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um método analítico rápido e sensível para identificar e quantificar os resíduos de pesticidas mais utilizados em batatas. O método foi baseado num procedimento rápido, fácil, económico, eficaz, robusto e seguro (QuEChERS) seguido de cromatográfica em fase líquida de alta eficiência com detetor por arranjo de fotodiodos (UHPLC-PDA). Os parâmetros que influenciam a eficiência da metodologia QuEChERS/UHPLCPDA, nomeadamente solvente de extração, sais de partição, fases estacionárias, condições de gradiente, eluentes foram otimizados. As melhores condições extrativas foram obtidas usando 50% de acetonitrilo (ACN) acidificado com 0.1% ácido fosfórico (PhA) e, sulfato de magnésio: cloreto de sódio: citrato dissódico sesqui-hidratado :citrato trissódico di-hidratado (1: 1: 1/2: 1) como rácio dos sais de partição. A extração em fase sólida dispersiva (dSPE) foi efetuada usando sulfato de magnésio: amina primária secundária (PSA) como sorventes. A coluna selecionada foi a CORTECS, sendo usado como gradiente uma solução aquosa acidificada com 0,1% de PhA e ACN, fluxo de 150 µL/min a 30 ºC. Após a otimização, o método foi validado de acordo com as diretrizes da IUPAC. Este mostrou-se seletivo para os pesticidas estudados e, apresentou um desempenho satisfatório em termos de linearidade, com coeficientes de correlação (r2) maiores que 0,997. Os limites de deteção (LOD) variam de 0,005 (clorpirifós) a 2,581 (tiabendazol) mg/L, enquanto que o limite de quantificação (LOQ) varia de 0,015 (clorpirifós) a 7,821 (tiabendazol) mg/L. Em relação à exatidão, os valores obtidos variam entre 87,7 e 214,2%, mais ainda, na precisão, os coeficientes de variação permaneceram em geral abaixo de 20%. Em termos de efeito matriz, os valores variaram entre 87,6 e 185,8%, concordando com os resultados relatados por outros estudos.
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Keywords
Pesticides Vegetables Quechers UHPLC Optimization Validation Pesticidas Vegetais Otimização Validação Applied Biochemistry . Faculdade de Ciências Exatas e da Engenharia