A novel microextraction approach for the GC-MS determination of pesticides in complex sample matrixes

Abstract

В представленной работе была разработана новая схема определения пестицидов в твёрдофазных пищевых продуктах, в основе которой лежит мицеллярная жидкостно-жидкостная микроэкстракция, основанная на использовании смешанного поверхностно-активного вещества, состоящего из первичного амина и карбоновой кислоты со средней длиной цепи. Процедура пробоподготовки предполагает несколько этапов. Первый этап включает введение экстракционной смеси, состоящей из 1-нониламина и пивалевой кислоты, в водный раствор, содержащий гомогенизированный твёрдофазный образец, перемешивание и последующую фильтрацию. На втором этапе в полученном фильтрате добиваются разделения фаз за счет введения высаливающего агента (хлорида натрия) и последующего центрифугирования. Выделенная в процессе пробоподготовки мицеллярная фаза, содержащая аналиты, обладает низкой вязкостью, что позволяет без дополнительных манипуляций инжектировать её в высокочувствительную ГХ-МС систему. В ходе исследования были оптимизированы факторы, способные оказывать влияние на эффективность извлечения и концентрирования пестицидов: состав и объём экстракционной смеси, тип и концентрация высаливающего агента, масса гомогенизированного образца. Также, были исследованы состав и строение выделенной мицелло-обогащённой фазы. Аналитические возможности разработанной схемы анализа были продемонстрированы на примере определения диазинона, триадимефона, триадименола и бифентрина в образце детского овощного питания и образцах огурцов. Полученные результаты подтверждены референтным методом. Пределы обнаружения составили 8 мкг/кг для диазинона, 10 мкг/кг для триадимефона, 5 мкг/кг для триадименола и 1 мкг/кг для бифентрина. Разработанная схема является простой, экспрессной, чувствительной и экологически безопасной.

In the present work a novel approach for the determination of pesticides in solid-phase food products was developed. The technique is based on the micelle-mediated microextraction, built on the use of a mixed surfactant system, which consists of a primary amine and a medium-chain fatty acid. The sample preparation procedure assumes two stages. The first stage includes the addition of the extraction mixture presented by 1-nonylamine and pivalic acid into an aqueous solution containing a homogenized solid-phase sample, mixing and subsequent filtration. At the second stage, the addition of salting-out agent (sodium chloride) followed by centrifugation leads to phase separation. The micellar phase obtained during the sample pretreatment is characterized by a low viscosity, which allows it to be injected into a highly sensitive GC-MS system without additional manipulations. Optimal parameters such as extraction mixture composition and volume, salting-out agent type and its concentration, sample mass were studied. Also the composition and structure of the isolated surfactant-rich phase were investigated. The developed method was successfully applied for the determination of diazinon, triadimefon, triadimenol and bifenthrin in baby food and cucumbers, and the obtained results were confirmed by reference method. Limits of detection are 8 μg/kg for diazinon, 10 μg / kg for triadimefon, 5 μg / kg for triadimenol and 1 μg/kg for bifenthrin. The developed scheme is simple, express, sensitive and environmentally friendly.