Claudia Oellig, Wolfgang Schwack Institut für Lebensmittelchemie, Universität Hohenheim, Garbenstr. 28., Stuttgart

Ähnliche Dokumente
PROTEOMICS REVISITED. Zweidimensionale Hochleistungsdünnschichtchromatographie mit massenspektrometrischer Detektion zur Analyse von Proteinen

Office Chromatography miniaturisierte Planar-Chromatographie kombiniert mit Print & Mediatechnologien

AS-Applikationsnote ASAN 1404

Endbericht über die Untersuchungen zur. Entwicklung chromatographischer Analysenmethoden zur Charakterisierung von Auszügen aus Wirsingkohl

Probenvorbereitung war gestern Pestizidanalytik mittels HILIC-RP-LC-MS/MS

APPLIKATIONSNOTE Bestimmung von Aflatoxin M1 mittels FREESTYLE ThermELUTE mit online HPLC-Messung

DAC-Probe 10. Hochleistungsdünnschichtchromatographie (HPTLC) Einleitung. Allgemeine Angaben

Ein neuer Ansatz der Probenvorbereitung

Unterschiedliche Strategien für erfolgreiche, schnelle Chromatographie

Einführung in die Chromatographie

BESTIMMUNG VON POLAREN PESTIZIDEN WIE GLYPHOSAT IN HONIG UND BIENENPRODUKTEN MITTELS LC-MS/MS

Automatisierte Bestimmung ausgewählter Süßstoffe

Vanessa Hinnenkamp, Ulrich Borchers, Peter Balsaa, Stephanie Selke, Torsten C. Schmidt

Vorbemerkung: In den Abbildungen weiter unten werden Chromatogramm-Ausschnitte aus längeren Läufen gezeigt.

Automatisierte Bestimmung von Acrylamid in Wasser Sebastian Wierer (LCTech GmbH), Dr. Hans Rainer Wollseifen (MACHEREY-NAGEL GmbH & Co.

5. Probenaufbereitung

Die Agilent 1260 Infinity II flexible Pumpe

Implementierung einer LC-ICP-MS Methode zur Bestimmung von Arsenspezies in Reis

gesundheitliche Gefährdung des Verbrauchers liegt nicht vor. Die Untersuchungen werden fortgeführt.

Ölpest im Reis? Analytik von Mineralölkohlenwasserstoffen. in Lebensmitteln.

Bestimmung von Steroidhormonen in Serum mit LC-MS/MS- von der Methodenentwicklung bis zur Routinetauglichkeit

DETEKTOREN. Analytische Chemie (für Biol. / Pharm. Wiss.) Teil: Trenntechniken (Chromatographie, Elektrophorese) Dr. Martin Pabst

5 HPLC-Methodenentwicklung zur Isomerentrennung

lonenchromatographie WILEY-VCH Joachim Weiß Dritte, völlig überarbeitete und erweiterte Auflage

Einlasssystem oder Voraussetzung für optimale Datenqualität Die Rolle des LC in der LC/MS Analytik

Flüssig-Flüssig Extraktion mittels SCPC Systemen

SCHLUSS-ENTWURF FprCEN/TS 17062

Optimierung der Analytik von Peptiden und kleinen Proteinen

Pharmazeutische Qualität und Drug-Monitoring von N,N-Dimethyltryptamin (DMT) im Rahmen einer klinischen Studie zur Experimentellen Psychose 11

GC-MS/MS-Multimethode zur Bestimmung von Daidzein, Genistein, Bisphenol A und Naphtholen in Urin für Bevölkerungsstudien

Schriftliche Prüfung BSc Frühling 2008

Untersuchungen zur Einsatzmöglichkeit von Analyte Protectants in der Rückstandsanalytik von Pestiziden in Obst und Gemüse

Dissertation. zur Erlangung des akademischen Grades doctor rerum naturalium (Dr. rer. nat.) vorgelegt der

Absolute Quantifizierung von 25OH-, 3epi-25OH-, 24,25(OH) 2 -Vitamin D3 und 25OH-Vitamin D2

Bestimmung von Amphetaminen im Urin auf Basis der MassTox Series A- einer schnellen LC-MS/MS Methode Christoph Geffert

Ein modernes Analyselabor kann heute nicht mehr ohne chromatographische Analysetechniken

CHROMATOGRAPHIE. Chronologie einer Analysentechnik Praxis - Status - Trends. Merck KGaA (Hrsg.) GIT VERLAG

Seminar HPLC. Seminar HPLC / WS 2003/04. Dr. R. Vasold

Chromatographie für Dummies

Bestimmung von Weichmachern mit GC-MS und LC-MS/MS in pflanzlichen Ölen

Agilent 1260 Infinity II Prime LC System mit ISET

Rückstände von Pflanzenschutzmitteln in Rosinen 2004

Fachrechtskontrollen im Pflanzenschutz ein Beitrag zum Verbraucher- und Umweltschutz

Baldriantinktur, etherische Valerianae tinctura aetherea

Instrumentierung 2/1

High Performance Liquid Chromatography

Eingestellter Ginkgotrockenextrakt

Flüssigkeitschromatographie

Schriftliche Prüfung 2. Vordiplom Frühling 2004

ÖAB Report. Monographie Sulfadimidin-Natrium. Betreff: A. Mayrhofer,

Umweltchemie und Ökotoxikologie Gesellschaft Deutscher Chemiker

Abschlussbericht zum Projekt:

Automatisierte Bestimmung ausgewählter Explosivstoffe und verwandter Verbindungen

Von der LC-MS/MS zur automatisierten online-spe-lc-ms/ms - Beispiel antiretrovirale Pharmaka -

Unabhängige Studien. Säulenauswahl IEX

NOCH QUICKER, CHEAPER UND SAFER GERMANMADE FÜR IHRE MULTIMETHODE

APPLIKATIONSNOTE Bestimmung von Ochratoxin A in Kaffee mittels FREESTYLE ThermELUTE und online HPLC-Messung

Automatisierte On-Line- Probenvorbereitung für die HPLC- MS/MS-Analyse von Glyphosat und Benzotriazolen in Trink- und Oberflächenwasser

Agilent Enhanced Matrix Removal Lipid LIPIDENTFERNUNG, BESTE WIEDERFINDUNGSRATEN

Übungsaufgaben zur HPLC für Biolaboranten

Daniela Grotewahl (Autor) Entwicklung von Methoden zur Bestimmung von Chloramphenicol in Bienenprodukten mittels LC-MS

Analytische Chemie (für Biol. / Pharm. Wiss.)

Mykotoxine: Zwischen Acker, EU-Recht und Endverbraucher. Welche Rolle spielt die Probenvorbereitung? Dr. Marc von Essen - Dezember 2017

Trojanische Pferde im Gewürzregal?

6. Chromatographie (LC: Flüssigchromatographie)

Strukturerklärung mit Flüssigchromatographie Massenspektrometrie (LC-MS)

HPLC-Analytik von Kohlenhydraten und Ethanol an Beispielen von Weinen und Alkopops

Charakterisierung und Vergleich zwischen technischen Lösungsmitteln und den hochreinen Produkten für die Laboranwendung

Agilent AdvanceBio Oligonucleotide-Säulen und Oligonukleotidstandards ERHÖHTE ZUVERLÄSSIGKEIT. GERINGERE KOSTEN. GRÖSSERE FLEXIBILITÄT.

N-NITROSODIETHANOLAMIN (NDELA) IN KOSMETIKA

HPLC-Versuch: Stabilität von Omeprazol

» Sonderthema: Pestizidanalytik 467. Wenn es der Analytik nicht Recht ist

Printing for derivatisation in HPTLC

Pyrrolizidinalkaloide in Lebens-und Futtermitteln Herausforderung an die Analytik

Analytische Chemie (für Biol. / Pharm. Wiss.)

Bestimmung von Fettsäureestern von 3-MCPD und Glycidol. Überblick über die verschiedenen Methoden

Rf-Werte für einige Saccharide: Arabinose 0,54 Fructose 0,51 Galactose 0,44

Aus dem Institut fur Chemie und Technologie der Milch Bundesforschungsanstalt fur Ernahrung und Lebensmittel - Standort Kiel

Schriftliche Prüfung BSc Herbst 2011

Quantifizierung von 3-Nitro-4- hydroxyphenylessigsäure (NHPA) in Humanurin mittels LC-NP-ESI-MS/MS. Michael Urban, ABF GmbH, München

Applikation. Inhaltsstoffe von Hustensaft. Zusammenfassung. Einleitung. Kategorie Pharmazie Matrix

Schnellerkennung von Holzschutzmitteln beim Recycling von Altholz mit GC-FAIMS, RFA und NIRS

Coffein-Natriumbenzoat Coffeinum-natrii benzoas Synonym: Coffeinum-Natrium benzoicum

Chromatographie Version 04/2008

Analytische Chemie (für Biol. / Pharm. Wiss.)

Schriftliche Prüfung BSc Frühling 2010

Rückstände von Pflanzenschutzmitteln in Erdbeeren (Januar bis Mai 2007)

Analytische Chemie (für Biol. / Pharm. Wiss.)

Schriftliche Prüfung BSc Herbst 2007 D CHAB/BIOL. Musterlösung. für den Teil Spektroskopie

Analyse komplexer Proben mit multidimensionaler (Heart-Cut) GC-GCMS und LC-GCMS

Kalmustinktur Calami tinctura Tinctura Calami

Komprehensive Gaschromatographie Ein Weg zur Trennung von Tausenden von umweltrelevanten Chlorparaffinen

Analytische Chemie für Biologie Pharmazie Bewegungswissenschaften

VALIDIERUNGSDOKUMENT ZUR NORM DIN

Methoden zur Untersuchung von Papier, Karton und Pappe für Lebensmittelverpackungen und sonstige Bedarfsgegenstände

Alle drei Methoden wurden in diesem Kapitel eines Vergleiches unterzogen.

Carry Over von Mineralöl beim Frittieren

Nitrosamine in Spielzeug Bestimmung mittels LC-MS/MS. Dr. Clemens Bidmon, TÜV Rheinland LGA Products GmbH

Schriftliche Prüfungen Jahreskurs Analytische Chemie I&II Winter 2011/2012 BSc D-CHAB/BIOL

P12 - MANUELLES VS. AUTOMATISCHES SAMPLING AM BEISPIEL VON MIT OCHRATOXIN A KONTAMINIERTER GERSTE

Transkript:

High throughput planar solid phase extraction (HTpSPE) - Planare Festphasenextraktion als ein neues Clean-up Konzept in der Rückstandsanalytik von Pestiziden Claudia Oellig, Wolfgang Schwack Institut für Lebensmittelchemie, Universität Hohenheim, Garbenstr. 28., 70599 Stuttgart Ablauf der planaren Festphasenextraktion (Bildquellen: Kreklau/DFHV, CAMAG) Um Pflanzen und Pflanzenerzeugnisse vor Schadorganismen zu schützen, kommen weltweit über 1000 verschiedene Pflanzenschutzmittelwirkstoffe (PSM) zum Einsatz. In der EU sind Rückstandshöchstgehalte für über 500 Pestizide in Lebens- und Futtermitteln festgelegt. Zur Überprüfung dieser Grenzwerte für den Verbraucherschutz sind sichere, robuste, schnelle und sensitive analytische Methoden notwendig. In Obst und Gemüse ist eine Vielzahl an störenden Matrixkomponenten enthalten, welche die Signale in der GC-MS und LC-MS stark beeinflussen, meistens eine Signalsuppression bewirken. Der sicherste Weg zur Vermeidung derartiger Matrixeffekte in der Rückstandsanalytik von Pflanzenschutzmitteln (PSM) in Obst und Gemüse ist eine sorgfältige Reinigung der Extrakte. Die aktuellen Clean-up Methoden nutzen je nach Matrix eine dispersive SPE an PSA (primary secondary amine), an GCB (graphitized carbon black) oder an C18-Materialien zur Reduktion von Fettsäuren und Phenolen, von Carotinoiden und Chlorophyll bzw. von Fetten und Wachsen in den Extrakten [1]. Alternativ kommen entsprechende SPE-Kartuschen zum Einsatz. Mit Rücksicht auf die manuellen Operationen sind sie jedoch anfällig hinsichtlich möglicher Wirkstoffverluste [2]. Zudem ist die Effizienz bei weitem nicht ausreichend, so dass generell eine Kalibrierung auf Matrix (matrix-matched standards) notwendig ist, um zuverlässige Ergebnisse zu erhalten. Ein weiterer Nachteil dieser Methoden ist der teils große Lösungsmittelverbrauch sowie die hohen Kosten und der große Zeitaufwand. Ein völlig neuer Ansatz zur Extraktreinigung in der Rückstandsanalytik von -1-

PSM wird nun mit Hilfe der Planar-Chromatographie verfolgt. Sie dient hierbei nicht dazu, die Wirkstoffe chromatographisch aufzutrennen, sondern dazu, Wirkstoffe und Matrixkomponenten quantitativ voneinander zu trennen und alle Wirkstoffe dabei in einer Zone zu sammeln. Ziel dieser Arbeit war es daher, unter Einsatz der Planar-Chromatographie eine effiziente, einfache und schnelle Clean-up Methode zur nachfolgenden Bestimmung mittels LC-MS zu entwickeln [3]. Planar-Chromatographie umfasst in der Analytik alle chromatographischen Verfahren, die als stationäre Phase ein planares Medium verwenden. Hierzu zählen unter anderem die Dünnschicht- Chromatographie (DC, TLC) und die Hochleistungs-Dünnschicht-Chromatographie (HPTLC, highperformance thin-layer chromatography). Die DC ist aufgrund der einfacheren Ausführung die am weitesten verbreitete Methode, die HPTLC dagegen die leistungsstärkere und instrumentelle Variante der Planar-Chromatographie. Kommerziell erhältliche Bio-Obst- und Gemüse-Proben wurden mit Acetonitril extrahiert. Die anschließende Phasentrennung erfolgte mit einem Puffersalzgemisch [1]. Die erhaltenen Proben-Rohextrakte wurden mit sieben repräsentativen Pestiziden (Tab. 1) auf 0,1 und 0,5 mg/kg dotiert. Als interne Standards wurden TDCPP (zur Quantifizierung) und Sudan II (zur Sichtbarmachung der Pestizidzonen) verwendet. Tab. 1: Eingesetzte Wirkstoffe und interne Standards -2-

Als planare Schicht kamen Aminophasen (Merck), vorgewaschen mit Acetonitril, zum Einsatz. Die Probenauftragung (50 µl Extrakt) erfolgte flächenförmig (3,0 mm x 4,0 mm) mittels DC Probenautomat 4 (ATS 4, CAMAG). Das planare Festphasen-Clean-up wurde in einer automatischen Entwicklungskammer (ADC2, CAMAG) durchgeführt. Die erste Entwicklung, die zur Abtrennung der Pestizide von den Matrixkomponenten dient, gelang mit Acetonitril (Laufstrecke 75 mm). Für die 2. Entwicklung, bei der die Pestizide in einer Zone konzentriert werden, wurde Aceton (Laufstrecke 45 mm, nach 180 Drehung) verwendet. Nach diesem HTpSPE Clean-up liegen alle Wirkstoffe fokussiert in einer scharfen Zone vor, abgetrennt von der Matrix. Mit den vielfältigen Möglichkeiten der planar-chromatographischen Detektion kann der Erfolg sogleich sichtbar gemacht werden (Abb. 1). Abbildung 1: Trennung von Matrix (Tomate (To), Gurke (Gu), Apfel (Ap) und Traube (Tr)) dotiert mit Wirkstoff-Mix auf DC Kieselgel 60 NH 2 F 254s Aluminiumfolien; zum Vergleich Ölsäure (FS): a) vor der Entwicklung, b) d) nach der Entwicklung unter Weißlicht (b), UV 366 (c), UV 366 nach Tauchen in Primulin- Lösung (d) (modifiziert aus [3]). Nach dem HTpSPE Clean-up kann die Zielzone (Pestizide) leicht mittels TLC-MS Interface (CAMAG) in Autosampler-Vials extrahiert oder direkt online auf das LC-(ESI+)/MS System übergeben werden (Abb. 2). Als Elutionsmittel wurde Acetonitril / 10 mm Ammoniumformiatpuffer (1/1, v/v) bei einer Flussrate von 0,2 ml/min und einer Extraktionszeit von 60 Sekunden eingesetzt. -3-

Abbildung 2: Extraktionsablauf- und Kopplung einer Zielzone nach HTpSPE Clean-up mit LC-(ESI+)/MS mittels TLC-MS Interface; LC-MS Chromatogramm (TIC) eines Apfelextraktes dotiert mit einem Pestzid-Mix aus verschiedenen Substanzklassen (A+) und Massenspektrum des Peaks bei Rt=9 min (Pirimicarb, m/z 239,1, [M+H] + ). Zur Trennung der Pestizide wurde eine Chromolith RP-18e Säule (100 mm x 3,0 mm, mit zugehöriger Vorsäule, Merck) mit Gradientenelution (Acetonitril/10 mm Ammoniumformiatpuffer) verwendet. Die Aufnahme von Totalionenstromchromatogrammen (TIC) zur Sichtbarmachung des Clean-up Erfolgs erfolgte im positiven Scan Modus (Abb. 3). Die Chromatogramme dotierter Extrakte sind nach dem HTpSPE Clean-up nahezu identisch mit dem einer Standardmischung. Somit kann zur Kalibrierung einfach ein Lösungsmittelstandard eingesetzt werden. Abbildung 3: LC-(ESI+)/MS Chromatogramme (TIC) eines Gurkenextraktes nach HTpSPE Clean-up im Vergleich zum Rohextrakt und nach dspe (PSA); (A) undotiert, (B) dotiert mit einem Pestzid-Mix (0,5mg/kg) (modifiziert aus [3]). -4-

Quantitativ wurde der Reinigungseffekt durch die Bestimmung von Wiederfindungen der Wirkstoffe auf einem Dotierniveau von 0,5 mg/kg und 0,1 mg/kg in diversen Obst- und Gemüsematrices (Apfel, Traube, Tomate und Gurke) bestimmt, wobei sich hier die Wiederfindungen nur auf das Clean-up beziehen. Die Quantifizierung erfolgte an einem Agilent LC/MSD SL im selected ion monitoring (SIM) Modus mit sieben Zeitfenstern bei m/z 223,1, 239,1, 331, 404,1, 224,1, 284, 430,8, 447,8, 349,9 und 277,1 für Acetamiprid, Primicarb, Fenarimol, Azoxystrobin, Mepanipyrim, Penconazol, TDCPP, Chlorpyrifos und Sudan II. Für fünf Wiederholungen ergaben sich Mittelwerte über alle Wirkstoffe von 90-104 %. Die exzellenten Standardabweichungen (< 4,1 %RSD) zeigen, dass das neue HTpSPE Clean-up reproduzierbar und verlustfrei arbeitet (Tab. 2). 0,5 mg/kg 0,1 mg/kg Wiederfindung [%] %RSD (n=5) Wiederfindung [%] %RSD (n=5) Tomate 90-102 0,8-3,4 93-103 0,3-1,4 Gurke 91-102 0,6-1,4 95-104 0,7-3,7 Apfel 95-102 0,6-4,1 97-103 0,6-2,1 Traube 94-101 0,8-2,6 100-103 0,3-1,8 Tabelle 2: Wiederfindungen und relative Standardabweichungen Resumee Mit dem entwickelten HTpSPE Clean-up lassen sich auf einer 20 cm-platte leicht 20 Probenextrakte simultan bei einer Entwicklungszeit von 20 min aufreinigen. Das gesamte Clean-up für 20 Proben (inkl. Probenauftragung) benötigt 70 Minuten. Mit einer Clean-up Zeit von 3,5 min/probe sowie dem sehr geringe Lösungsmittelverbrauch von nur 1mL/Probe liefert HTpSPE eine sehr effiziente und schnelle Alternative zu derzeit gängigen Clean-up Techniken. Der neue Ansatz wurde mit Wirkstoffen aus verschiedenen Substanzklassen in diversen pflanzlichen Matrices erfolgreich geprüft. Im Vergleich zu bisherigen (d)spe-verfahren sind die Probenextrakte deutlich sauberer und Matrixeffekte vollständig eliminiert. [1] www.quechers.com [2] Hemmerling, C. et al., Deutsche Lebensmittel Rundschau, 105 (2009) 633-644 [3] Oellig, C., Schwack, W., Journal of Chromatography A, 1218 (2011), 6540-6547 -5-