Dezvoltarea unei metode LCMSMS pentru analiza agenților polari de protecție a culturilor și a acestora

Weihenstephan Science Center for Nutrition, Land Use and Environment Faculty of Biosciences Departamentul de chimie ecologică și analiză de mediu Universitatea Tehnică din München Dezvoltarea unei metode LC/MS/MS pentru analiza ingredientelor active polare din pesticide și a metaboliților acestora în culturile recoltate Monica Elena Pantiru Copie completă a Facultății Centrului de Științe Weihenstephan pentru nutriție, utilizare a terenurilor și mediu a Universității Tehnice din München pentru obținerea diplomei universitare de disertație aprobată de doctor în științe naturale. Președinte examinator al disertației Univ.-Prof. Dr. rer. nat. habil. W. Huber 1. Prof. univ. Dr. rer. nat. Dr. H. c. (RO) A. Kettrup Univ. 2 Prof. univ. Dr. rer. nat. Dr. agr. habil. H. Parlar Disertația a fost trimisă la Universitatea Tehnică din München pe 4 mai 2004 și acceptată de Centrul de Științe Weihenstephan pentru Nutriție, Utilizarea Terenului și Mediu în 21 iulie 2004.

pentru

Mulțumiri Prezenta lucrare a fost realizată în perioada octombrie 2001 - iulie 2004 la Institutul de chimie ecologică, Centrul de cercetare GSF pentru mediu și sănătate. Aș dori să mulțumesc Serviciului German de Schimb Academic pentru finanțare. Prof. Dr. Dr. H. c. Antonius Kettrup Vă mulțumesc foarte mult pentru subiectul interesant, oportunitățile bune de muncă în institut, precum și pentru sprijinul său binevoitor din toate punctele de vedere. Dr. Mulțumirile mele speciale se adresează Dieter Martens pentru buna supraveghere a lucrării, discuția științifică, disponibilitatea constantă de a ajuta, diferitele suporturi, corectarea atentă a acestei lucrări și bucuria sa de predare. Dr. Aș dori să-i mulțumesc lui Patrick Bohn pentru sfaturi, discuțiile în curs și cooperarea foarte bună. În special, aș dori să le mulțumesc dnei Vera Meyer și domnului Stephan Forster pentru sprijinul lor activ în prelucrarea probelor și buna cooperare. Karin Fischer, Dr. Jutta Lintelmann, Dr. Georg Matuschek, Dr. Aș vrea să mulțumesc în special lui Willibald Kamm, Agnes Fekete și Dariusz Antkowiak pentru atmosfera excelentă de lucru.

Cuprins 1 Introducere. 1 2 Obiective ale lucrării. 5 3 Starea actuală a cercetării și principiile teoretice. 6 3.1 Dezvoltarea multi-metodelor. 6 3.2 Etape ale secvenței în clasica multi-metodă pentru analiza pesticidelor. 7 3.2.1 Pregătirea probei. 7 3.2.2 Extragerea. 7 3.2.3 Purificare. 10 3.2.4 Analiza instrumentală. 16 3.2.4.1 Metode cromatografice. 16 3.2.4.2 alte metode de determinare. 21 3.3 Spectrometrie de masă. 23 3.3.1 Tehnici de cuplare. 23 3.3.1.1 ESI. 24 3.3.1.2 APCI. 24 3.3.1.3 APPI. 25 3.3.2 Sisteme de analiză de masă. 26 3.3.2.1 Accelerare. 27 3.3.2.2 Spectrometru de masă. 27 3.3.2.3 Dizolvarea. 30 3.3.3 MS/MS. 31 3.4 Efectele matricei în LC/MS. 33 4 Materiale și metode. 36 4.1 Dispozitive utilizate. 36 4.2 Materiale utilizate. 38 4.3 Metode statistice și matematice. 43 4.3.1 Metode statistice. 43 4.3.2 Metode matematice. 44 4.4 Informații suplimentare. 45 5 rezultate. 46 5.1 Separarea și detectarea. 46 5.1.1 Optimizarea ionizării. 47

5.1.2 Determinarea celor mai intensivi ioni părinți și fiice și optimizarea parametrilor de detectare dependenți de substanță. 48 5.1.3 Selectarea sursei de ionizare (comparație ESI-APCI). 52 5.1.4 Metoda HPLC. 59 5.1.4.1 Teste preliminare cu HPLC-DAD. 59 5.1.4.2 Eluenti. 60 5.1.4.3 Coloane de separare. 61 5.1.4.4 Gradienți HPLC. 62 5.1.4.5 Fereastra de scanare. 66 5.1.5 Creșterea sensibilității. 67 5.1.5.1 Compararea modificatorilor. 67 5.1.5.2 Volume de injecție. 68 5.1.6 Caracteristicile analizei instrumentale. 68 5.1.6.1 Determinarea limitei de detectare și a limitei de cuantificare. 68 5.1.6.2 Funcții de calibrare. 70 5.1.6.3 Test de precizie al metodei LC/MS/MS. 72 5.2 Optimizarea extracției. 73 5.2.1 Teste preliminare. 73 5.2.2 Influența valorii ph. 73 5.2.3 Solvenți. 74 5.2.4 Extragerea matricilor bogate în grăsimi. 77 5.2.5 Extragerea matricilor uscate. 82 5.3 Purificarea extractelor. 84 5.3.1 Purificarea extractelor de acetonă. 85 5.3.1.1 Purificarea GPC. 85 5.3.1.2 Testarea diferitelor faze solide pentru purificarea extractului. 87 5.3.1.3 Influența matricei. 90 5.3.2 Purificarea extractelor de metanol. 93 5.3.2.1 ChemElut (Hydromatrix). 93 5.3.2.2 Oasis HLB. 96 5.3.2.3 EnviCarb. 97 5.3.2.4 Chromabond-HRP. 98 5.3.2.5 Eficiența fazei solide HRP pentru purificarea extractelor de probă. 99 5.3.2.6 Comparația ChemElut și HRP. 105

5.3.3 Purificarea extractelor de acetonitril. 109 5.3.3.1 C18. 109 5.3.4 Experimente cu Oasis MCX. 112 5.4 Investigații pentru reducerea sau evitarea efectelor matricei. 114 5.4.1 Influențele matricei. 114 5.4.2 Curățarea extractelor. 116 5.4.2.1 Compararea GPC, Hydromatrix și SPE. 116 5.4.2.2 Comparația solvenților de extracție. 118 5.4.2.3 Matrice bogate în grăsimi. 119 5.4.3 Cuantificarea utilizând standarde externe. 120 5.4.4 Cuantificarea utilizând standarde etichetate cu izotopi. 121 5.4.5 Cuantificare utilizând standarde matriciale. 123 5.5 Validarea metodei. 125 5.5.1 Specificația metodei. 125 5.5.2 Parametri analitici și evaluare statistică. 128 5.5.2.1 Limite de determinare și valori necompletate. 128 5.5.2.2 Rata de recuperare și repetabilitate. 130 6 Rezumat. 141 7 Outlook. 143 8 Bibliografie. 144 9 Anexă. 157