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Estrategias de análisis por GC-MS Estrategias de análisis por GC-MS aplicadas a la determinación de aplicadas a la determinación de
plaguicidas y otros plaguicidas y otros contaminantes en aguas y contaminantes en aguas y
alimentosalimentos
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INTRODUCCIÓN
BIOENSAYO, GRAVIMETRÍA
COLORIMETRÍA, ESPECTROFOTOMETRÍA
CROMATOGRAFÍA EN PAPEL Y CAPA FINA
CROMATOGRAFÍA DE GASES Y LIQUIDOS
GC-MS Y HPLC-MS
TENDENCIA EN COSTE
TEN
DEN
CIA
EN S
ELEC
TIVI
DAD
1940 19901980197019601950 2000
> 1
0.1
0.01
0.001
<0.0001
AÑO (Aprox.)
LIM
ITES
DE
DET
ECCI
ÓN
, ppm
(Ap
rox.
)
METODOLOGÍA ANALÍTICA EN EL ANÁLISIS DE TRAZAS
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INTRODUCCIÓN
Alimentos: Directiva 90/642 CEE
Tomate Pimiento PepinoAbamectine 0.01 0.01 0.01
Benomyl 0.50 0.10 0.50
Cyromazin 0.50 2.00 0.10
Dimetomorf 0.50 0.02 0.50
Ethiofencarb 2.00 2.00 2.00
Flufenoxuron 0.50 0.50 0.20
Hexaflumuron 0.05 0.50 0.05
Hexitiazox 0.05 0.50 0.10
Imidacloprid 0.10 0.50 0.10
Lufenuron 0.02 0.02 0.02
Methomyl 1.00 1.00 0.02
Oxamyl 2.00 2.00 2.00
Teflubenzuron 0.50 0.50 0.20
Tiabendazole 0.10 1.00 1.00
Acrinathrin 0.10 0.20 0.02
Bifenthrin 0.20 0.20 0.01
Buprofecin 0.50 0.50 0.20
Chlorpyriphos-me 0.50 0.50 0.05
Endosulfan 1.00 1.00 1.00
Malathion 3.00 3.00 3.00
Methalaxyl 0.20 0.05 0.05
Methamidophos 0.50 0.01 1.00
Aguas: Normativa Europea de Aguas de Consumo
76/464/EEC
0.1 g/l plaguicidas individuales0.5 g/l plaguicidas totales
Aldrin Disulfoton Monolinuron
Atracina Endosulfan Ometoato
Azinfos-etil Endrin Oxidemeton-metil
Azinfos-metil Fenitrorion Paration-etil
Clordane Fention Paration-metil
Coumafos Hepatclor Foxim
2,4-D Hexaclorobenceno Propanil
DDT Linuron Pirazon
Demeton Malation Simazina
Diclorprop MCPA 2,4,5-T
Diclorvos Mecoprop Triazofos
Dieldrin Metamidofos Triclorfon
Dimetoato Mevimfos Trifluralin
Lista negra de plaguicidas prioritarios
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INTRODUCCIÓN
REQUERIMIENTOS PARA LA CONFIRMACIÓN DE RESULTADOS
CONFIRMACIÓN DE RESULTADOS NEGATIVOS (<LCL)
CONFIRMACIÓN DE RESULTADOS POSITIVOS (>LCL)
• Calibración aceptable (medida del LCL)• Recuperación aceptable (confirmada en lote)
• Calibración aceptable• Recuperación aceptable• Confirmación adicional
SANCO/3103/2000
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INTRODUCCIÓN
CONFIRMACIÓN DE RESULTADOS
• Empleo de diferentes detectores• Empleo de columnas de diferente polaridad• Empleo de técnicas alternativas• Técnicas de derivación
• Mayor coste• Mayor tiempo de análisis
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INTRODUCCIÓN
EJEMPLOS:GC-ECD: 2 columnas, 1 detector Cuestionable
2 columnas, 2 detectores Aceptable (?)GC-NPD: IdemGC-FPD: Idem
HPLC-UV: 2 columnas, 1 detector Mayor. Inaceptable1 columna + HPLC-DAD Puede ser aceptable2 columnas + HPLC-DAD Aceptable
HPLC-Fluor: 2 columnas, 1 detector Aceptable 1 columna + HPLC-DAD Mayor. Aceptable
GC-XX + HPLC-YY: AceptableGC-MS, LC-MS: Confirmación inequívoca
SANCO/3103/2000
CONFIRMACIÓN DE RESULTADOS POSITIVOS
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GC-MS• Quadrupolo (GC-Q-MS)• Trampa de Iones (GC-IT-MS)
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Vin
cloz
olin
a/Pa
ratio
n
8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20Time (min)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Rel
ativ
e A
bund
ance
Dia
zino
n
Clo
rtal
onil
Piri
mifo
s -m
etil
Clo
rpir
ifos
End
osul
fan
I
End
osul
fan
II
Extracto vegetal contaminado(0.05 mg/kg)
GC-IT-MS (full-scan)
EI
60 100 140 180 220 260 300 340 m/z
2000
6000
10000
14000
18000
22000
26000
197314
97 258286213
125 169 24465 351
Clorpirifos
IdentificaciónINTRODUCCIÓN
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4 ppm
1 ppm
0.1 ppm
CLORPIRIFOS
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6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.000
400000
800000
1200000
1600000
2000000
2400000
2800000
3200000
3600000Abundance
min
CLORPIRIFOS tR = 10.48
IDENTIFICACIÓN/CONFIRMACIÓN
40 80 120 160 200 240 280 3200
40000
80000
120000
160000
200000
240000
280000
m/z
Abundance
97197
314
25865 125 286
43 213
169244
81 144 351111
EIFull scan
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314
40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 3400
2000
4000
6000
8000
m/z
Abundance 197
97
258286
212
244 351
REFERENCIA
40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 3400
2000
4000
6000
8000
m/z
Abundance97
197
314
25865 125 28643 213
169 244 351
FIT = 99%
NCl
Cl Cl
OP(OCH2CH3)2
S
IDENTIFICACIÓN/CONFIRMACIÓN
CLORPIRIFOS
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CRITERIOS DE IDENTIFICACIÓN
• TIEMPO DE RETENCIÓN (menos de 5 sec)• 3 IONES ESPECIFICOS (S/N>3)
Similar tiempo de retenciónSimilar pendiente de pico (Crom. de iones seleccionados)Intensidad relativa ± 30% estándar
• SI INTERFERENCIAS: SELECCIÓN DE IONES ALTERNATIVOS• SUSTRACCIÓN DEL FONDO: PRECAUCIÓN.• FIT > 750• IONES MATRIZ <25% DEL PICO BASE (EI).
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EFECTO MATRIZ
• IDENTIFICACIÓN ERRONEA (FALSOS POSITIVOS/NEGATIVOS)• INCORRECTA CUANTIFICACIÓN• DISMINUCIÓN DE LA SENSIBILIDAD• CONTAMINACIÓN DEL SISTEMA CROMATOGRÁFICO
• PROCEDIMIENTOS DE “CLEAN-UP” EXHAUSTIVOS • REDUCCIÓN DEL TAMAÑO DE MUESTRA• TÉCNICAS DE ANÁLISIS MÁS SELECTIVAS Y SENSIBLES
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Interferencia al tiempo deretención del Clorfenvinfos
EI-MS
m/z 267S/N: 7/1
IONIZACIÓN QUÍMICA Identificación
Muestra de aceituna: Blanco Matriz
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Fit 978
m/z 359 (M+1)S/N: 60/1
CI-MS
Muestra de aceituna: contaminada con 0.1 mg/kg Chlorfenvinphos
IONIZACIÓN QUÍMICA Identificación
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AFINIDADES PROTONICAS DE LOS PRINCIPALES GASES REACTIVOS
GAS REACTIVO PA (kJ/mol)
He 178H2 423
CH4 550C2H4 680H2O 697H2S 712
CH3OH 761CH3CN 787i-C4H10 823
NH3 854CH3NH2 896
IONIZACIÓN QUÍMICA
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ESPECTRO DE DIAZINON
80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 3600
20000
60000
100000
140000
180000
220000305
333
137 259 277165345
290
Abundancia
m/z
ESPECTRO DE DIAZINON
60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 3000
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000179
137304
199152
276227 24893 216124 163 2892606654 10981
Abundancia
m/z
IONIZACIÓN QUÍMICA
EI
PCI/CH4
[M+H]+
[M+C2H5]+
[M+C3H5]+
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PCI
5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.000
5000000
1e+07
1.5e+07
2e+07
2.5e+07
3e+07
1
U1
10
U211
12
13U3
PY
2 34
U4
**
5
6U5
Abundance
Time (min)
5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.000
1000000
2000000
3000000
4000000
5000000
1
2
34
5 6
7 10
11U1U2 12
U3
PY
Abundance
Time (min)
8 9
13*
*
U4
U5
EI Identificación de PTs:Análisis por GC-MS
50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
4000
12000
20000
28000
36000
44000
Abundancia 320
180 348278208 360
[M+H]+
GC-MS/PCI
m/z
40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 3200
20000
40000
60000
80000
100000
120000
140000
m/z
276
262
194125 233 31993 177152109249212
GC-MS/EIAbundance
[M]+
IONIZACIÓN QUÍMICA
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METOLACLOR (0.1 g/L)
TRAMPA DE IONES
GC-MS/MS
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9.3 9.4 9.5 9.6 9.7 9.8 9.9 10.0 10.1 10.2 10.3Time (min)
0102030405060708090
100
Rel
ativ
e A
bund
ance RT: 9.48
AA: 44388SN: 8
FULL SCAN
50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 m/z0
20
40
60
80
100
Rel
ativ
e A
bund
ance
67.4
79.4
91.4313.5
135.2 315.597.3 199.1 285.6 354.6213.0 258.1147.2 428.3171.1 355.6 413.5227.0 316.4 502.0430.3462.7
6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5Time (min)0
20
40
60
80
100
Rel
ativ
e A
bund
ance RT: 9.48
AA: 11034SN: 71
40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 m/z0
20
40
60
80
100
Rel
ativ
e A
bund
ance
258
259
286
MS/MS
CLORPIRIFOS
TRAMPA DE IONES
GC-MS/MS
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Ionization MS/MS Fragmentation
Ionization mode
Main ions (m/z) (RA, %)
Precursor ion (Isolation window)a
Excitation rf voltage (mV)b
Product ions (m/z) (RA, %)
Chlorothalonil NCI 266(100), 264(50), 268(40) 266 (6) 1700 229(100), 231(90), 266(20)
Dichlofluanid NCI 199(100), 155(60), 99(10) 199 (2) 800 155(100), 91(51), 199(25)
Sea-Nine 211 NCI 245(100), 209(30), 281(10) 245 (4) 800 160(100), 162(56), 245(25)
Irgarol 1051 PCI 254(100), 282(25), 198(20), 294(10) 254 (2) 900 198(100), 254(30)
TCMTB NCI 166(100), 58(20) 166 (2) 1100 134(100), 166(25)
TRAMPA DE IONES
GC-CI-MS/MS
SELECCIÓN DEL ION PRECURSOR• MÁXIMA ABUNDANCIA: MAYOR SENSIBILIDAD• RELACION m/z ELEVADA• GRUPO DE IONES
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30.4 30.5 30.6 30.7 30.8 30.9 31.0 min
0
10
20
30
40
Unid.
Nua
rimol
Dic
ofol
GC-IT-EI-MS/MS
Ion: 139
75 100 125 150 175 200 225m/z
0
25
50
75
100
123
139
235
NUARIMOL
Ion: 139
125 150 175 200 225 250m/z
0
25
50
75
100 139
251
DICOFOL
Analyst, (2001) Enviado
TRAMPA DE IONES
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CUANTIFICACIÓN
• CUIDADOSA SELECCIÓN DEL ION/IONES DE CUANTIFICACIÓN• PREPARACIÓN DE ESTANDARS EN MATRIZ• CLEAN-UP DE LAS MUESTRAS• METODOS DE CUANTIFICACIÓN ALTERNATIVOS
ELIMINACIÓN DE EFECTOS MATRIZ