🍎 Pestizid-Multi-Rückstände (QuEChERS)
Multi-Rückstandsanalyse von Pestizidrückständen in Lebensmitteln mit QuEChERS-Methode (Acetonitril-Extraktion + dSPE) mit GC-MS/MS- und LC-MS/MS-Detektion. Gleichzeitige Bestimmung von 200–500 Pestiziden.
Übersicht
QuEChERS (Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged, Safe) ist eine revolutionäre Probenvorbere itungsmethode für die Multi-Rückstands-Pestizidanalyse in Lebensmitteln. Die 2003 von Anastassiades und Mitarbeitern entwickelte Methode ist zum europäischen Standard EN 15662 geworden und wird von Lebensmittelkontroll laboren weltweit verwendet.
Die Methode beinhaltet die Extraktion homogenisierter Lebensmittelproben mit Acetonitril (MeCN) mit gleichzeitiger Phasentrennung unter Verwendung von Salzen (MgSO₄ + NaCl + Citrate als Puffer). Anschließend wird der Extrakt durch dispersive Festphasenextraktion (dSPE) mit Sorbentien (PSA, C18, GCB) gereinigt, die co-extrahierte Matrixbestandteile (Fette, Chlorophyll, Zucker, organische Säuren) entfernen.
Der gereinigte Extrakt wird gleichzeitig durch GC-MS/MS (flüchtige und semi-flüchtige Pestizide — Organochlorverbindungen, Organophosphate, Pyrethroide) und LC-MS/MS (polare und thermolabile Pestizide — Carbamate, Neonicotinoide, Triazine, Strobilurine) analysiert. Der breite analytische Umfang umfasst 200–500 Pestizide in einer Prüfung, mit Bestimmungsgrenzen auf 0,001–0,01 mg/kg Niveau.
Die EN 15662-Methode verwendet Citratpufferung (pH 5–5,5), die die Stabilität pH-abhängiger Pestizide sicherstellt und gute Wiederfindungen für ein breites Spektrum von Analyten gewährleistet. Dies ist die bevorzugte Methode von EFSA und offiziellen Lebensmittelkontrolllaboren in der EU für die routinemäßige Überwachung von Pestizidrückständen in Obst, Gemüse, Getreide und verarbeiteten Lebensmitteln.
Prinzip der Methode
Probe (10 g Homogenat) wird mit 10 mL Acetonitril durch kräftiges Schütteln extrahiert. Zugabe von Extraktionssalzen (4 g MgSO₄, 1 g NaCl, 1 g Natriumcitrat-Dihydrat, 0,5 g Dinatriumcitrat-Sesquihydrat) bewirkt Phasentrennung und Pufferung auf pH 5–5,5. Nach Zentrifugation wird ein Aliquot der organischen Phase durch dSPE gereinigt — Schütteln mit 150 mg MgSO₄ + 25 mg PSA (Entfernung von Fettsäuren, Zuckern) ± 25 mg C18 (Entfernung von Fetten) ± 2,5 mg GCB (Entfernung von Chlorophyll). Gereinigter Extrakt wird durch GC-MS/MS und/oder LC-MS/MS im MRM-Modus (Multiple Reaction Monitoring) mit Identifizierung basierend auf Retentionszeit und Ionenverhältnis analysiert.
Anwendungen
- Offizielle Kontrolle von Pestizidrückständen in Lebensmitteln (EG-Verordnung 396/2005)
- Überwachung importierter Obst- und Gemüseprodukte (RASFF-Programm)
- Qualitätskontrolle von Bio-Produkten (BIO)
- Prüfung von Getreide, Tee, Gewürzen und verarbeiteten Lebensmitteln
- HACCP-Systeme und Lieferantenkontrolle in der Lebensmittelindustrie
- GlobalGAP / IFS / BRC Zertifizierung
- Prüfung im Rahmen von EFSA-Überwachungsprogrammen
Schlüsselparameter
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Anzahl der Analyte | 200–500 Pestizide gleichzeitig |
| Bestimmungsgrenze (LOQ) | 0,001–0,01 mg/kg |
| Wiederfindung | 70–120% (SANTE/11312 Akzeptanzkriterium) |
| Probengröße | 10 g Homogenat + 10 mL MeCN |
| Probenvorbereitungszeit | 15–30 min (QuEChERS) |
| Detektionstechnik | GC-MS/MS (EI) + LC-MS/MS (ESI±) |
Norm
- Normnummer
- PN-EN 15662:2018
- Titel (PL)
- Żywność pochodzenia roślinnego — Wielopozycyjne metody oznaczania pozostałości pestycydów z zastosowaniem GC-MS i/lub LC-MS/MS po ekstrakcji/podziale acetonitrylem i oczyszczaniu metodą dyspersyjnej SPE (metoda QuEChERS)
- Title (EN)
- Foods of plant origin — Multimethod for the determination of pesticide residues using GC- and LC-based analysis following acetonitrile extraction/partitioning and clean-up by dispersive SPE — QuEChERS method
Schritt-für-Schritt-Verfahren
1. Probenhomogenisierung
Gesamte Laborprobe (mind. 200 g Obst/Gemüse) im Klingen-Homogenisator homogenisieren. 10 g in 50 mL Röhrchen einwiegen.
2. Extraktion
10 mL Acetonitril zugeben. Kräftig 1 min schütteln (manuell oder auf Schüttler).
3. Extraktionssalzzugabe
EN-Salzkit zugeben: 4 g MgSO₄ + 1 g NaCl + 1 g Natriumcitrat + 0,5 g Dinatriumcitrat-Sesquihydrat. 1 min schütteln.
4. Zentrifugation
5 min bei ≥4000 rcf zentrifugieren. Acetonitril-Phase mit Pestiziden — obere Schicht.
5. dSPE-Reinigung
6 mL obere Phase in dSPE-Röhrchen (150 mg MgSO₄ + 25 mg PSA ± C18 ± GCB) überführen. 30 s schütteln.
6. Cleanup-Zentrifugation
5 min bei ≥4000 rcf zentrifugieren. Gereinigten Extrakt in Autosampler-Vial überführen.
7. Interne Standardszugabe
Interne Standards (isotopen-markiert oder Analoga) zur Wiederfindungskontrolle und Matrixeffekt-Kompensation zugeben.
8. GC-MS/MS-Analyse
1–2 µL in GC-MS/MS injizieren. DB-5ms oder HP-5ms Säule (30 m). MRM-Modus. Temperaturprogramm 60→300°C.
9. LC-MS/MS-Analyse
5–10 µL in LC-MS/MS injizieren. C18-Säule (100 mm). Mobile Phase: H₂O/MeCN + 0,1% HCOOH. MRM ESI± Modus.
10. Identifizierung und Quantifizierung
Identifizierung: Retentionszeit ± 0,1 min + MRM-Ionenverhältnis ± 30%. Quantifizierung: Matrix-matched Kalibrierung.
11. Qualitätskontrolle
Jede Serie: Blindprobe, fortifizierte Probe (Spike), CRM. Wiederfindung 70–120%, RSD < 20% (nach SANTE/11312/2021).
Erforderliche Geräte und Apparatur
| Gerät | Beispiel | Richtpreis |
|---|---|---|
| LC-MS/MS-System | Shimadzu LCMS-8060NX, Agilent 6470C, Waters Xevo TQ-XS | 600 000–1 200 000 PLN |
| GC-MS/MS-System | Agilent 7010D, Shimadzu GCMS-TQ8050 NX, Thermo TSQ 9610 | 500 000–900 000 PLN |
| Laborzentrifuge | Hettich Rotina 380 R, Eppendorf 5810 R (≥4000 rcf) | 15 000–40 000 PLN |
| QuEChERS-Kits — Extraktion | Agilent Bond Elut QuEChERS EN, Restek Q-sep, Packung à 50 Stück | 800–1 500 PLN / 50 Stück |
| QuEChERS-Kits — dSPE Cleanup | Agilent dSPE 15 mL (PSA + MgSO₄ + C18), Packung à 50 Stück | 600–1 200 PLN / 50 Stück |
| Homogenisator | Grindomix GM 200 (Retsch), Robot Coupe Blixer | 10 000–25 000 PLN |
| Schüttler / Vortex | IKA Vortex 3, Heidolph Multi Reax, SPEX SamplePrep | 2 000–8 000 PLN |
Reagenzien, Nährmedien und Verbrauchsmaterialien
| Reagenz | CAS | Details |
|---|---|---|
| Acetonitril LC-MS Grade | 75-05-8 | Extraktionslösungsmittel, 2,5 L für ~50 Proben |
| Wasserfreies Magnesiumsulfat MgSO₄ | 7487-88-9 | Trocknungssalz — bindet Wasser, erleichtert Phasentrennung, 1 kg |
| Natriumchlorid NaCl | 7647-14-5 | Hochreines Salz zur Unterstützung der Phasentrennung |
| Natriumcitrat-Dihydrat | 6132-04-3 | Citratpuffer (pH 5–5,5), in QuEChERS-Kits |
| PSA (Primary Secondary Amine) | 39393-37-0 | dSPE-Sorbent zur Entfernung von Fettsäuren, Zuckern, Pigmenten |
| Pestizidstandards (Mischungen) | — | Zertifizierte CRM-Mischungen (Dr. Ehrenstorfer, AccuStandard), 50–200 Analyte, in MeCN |
| Isotopen-markierte interne Standards | — | Z.B. TPP (Triphenylphosphat), Atrazin-d5, Chlorpyrifos-d10 zur Wiederfindungskontrolle |
| Ameisensäure LC-MS Grade | 64-18-6 | Mobile-Phase-Additiv für LC (0,1%), ESI+ Ionisierungsverbesserung |
Arbeitsschutz und Sicherheit
- Acetonitril — entzündlich (H225), giftig (H302, H312, H332). Unter Abzug arbeiten.
- Pestizidstandards — giftig, CMR. Handschuhe, Schutzbrille verwenden, unter Abzug arbeiten.
- Ameisensäure — ätzend (H314). Vorsichtig dosieren.
- Lebensmittelproben mit Pestiziden — als potenziell kontaminiertes Material behandeln.
- Acetonitril-Abfall — getrennt als halogenierte/nicht-halogenierte Lösungsmittel sammeln.
- MS-Geräte — Gase unter Druck (He, N₂, Ar). Gassicherheitsverfahren befolgen.