Rev.Colomb.Quim.2015,44(3),18-23.

Iván Mauricio Huérfano Barco1, Jairo Arturo Guerrero Dallos1,*

ELaboratorio de 6nálisis de Residuos de Plaguicidasy 4epartamento de Químicay Universidad Nacional de Iolombiay -ogotá 4yIyh Iolombiay

*Autor para correspondencia:jaguerrerodOunalyeduyco

Recibidoé 3 de Febrero de STEzy 6ceptadoé SG de Julio de STEzy

Método cualitativo rápido(screening) para ladetección de residuos deplaguicidas en frutas yhortalizas

Qualitative screeningmethod for pesticideresidues detection infruits and vegetables

Método qualitativo rápido(screening) para a detecçãode resíduos de pesticidasnas frutas e nos vegetais

Abstract Resumo

-ecause of the importance of developingmethodologies that allow agricultural residuesanalysish a rapid screening qualitative methodfor the determination of pesticides residues infruits and vegetables was validatedy Themethodology was based on the EuropeanQuEIhERS extraction method with anadditional cleaning step by gel permeationchromatography 7GPI5h which helped toreduce the number of matrix components inthe final extracty The analysis was carried outby gas chromatography coupled to massspectrometry with a single quadrupoleanalyzery The methodology was appropriatefor the qualitative analysis of xE pesticides attheir respective maximum residue limitsyIonsistent results were obtained with respectto a quantitative routine methodology in theanalysis of real samplesh hence themethodology was proven to be a goodalternative for the fast analysis of thesecontaminants in fruits and vegetablesy

4ebido a la importancia de desarrollarmetodologías que permitan el análisis de losresiduos agrícolash el presente trabajo validóun método cualitativo rápido 7screening5 parael análisis de residuos de plaguicidas en frutasy hortalizasy La metodología se basó en elmétodo de extracción QuEIhERSh versióneuropeah con un paso adicional de limpiezapor cromatografía de permeación por gel7GPI5h lo cual permitió reducir la cantidad decomponentes de la matriz en el extracto finalyEl análisis fue realizado por cromatografía degasesqespectrometría de masas con unanalizador cuadrupolo simpley Lametodología resultó adecuada para el análisiscualitativo de xE plaguicidas a su respectivolímite máximo de residuosy Los resultados enmuestras reales fueron consistentes respecto auna metodología cuantitativa de rutinah porendeh la metodología resultó ser una buenaalternativa para el análisis rápido de estoscontaminantesy

4evido à importância de desenvolvermetodologias que permitam analisar osresíduos agrícolash o presente trabalho validoude um método qualitativo rápido 7screening5para a análise de resíduos de pesticidas nasfrutas e vegetaisy 6 metodologia foi baseadano método de extração QuEIhERS versãoEuropeia com um passo adicional de limpezapor meio de cromatografia de permeação emgel 7GPI5h o que permitiu reduzir aquantidade de componentes de matriz noextrato finaly 6 análise foi realizada porcromatografia gasosaqespectrometria de massacom um analisador de quadrupolo simplesy 6metodologia foi adequada para a análisequalitativa de xE pesticidas aos seusrespectivos limites máximos de resíduosy Osresultados obtidos em amostras reais foramconsistentes com uma metodologiaquantitativa de rotinah portantoh a metodologiaestudada tem demonstrado ser uma boaalternativa para a análise rápida destescontaminantes em frutas e vegetaisy

Keywords: Gas chromatographyh massspectrometryh QuEIhERSh validationhscreening methody

Palavras-Chave: cromatografia em fasegasosah espectrometria de massah QuEIhERShvalidaçãoh método de triagem

Palabras clave: cromatografía de gaseshespectrometría de masash QuEIhERShvalidaciónh método cualitativo rápidoy

Rev. Colomb. Quim. 2018h 47 7E5h E)wS)y 4OIé httpéqqdxydoiyorgqETyEG(()qrevycolombyquimyv(znEy)SS(T16

QuímicaAplicadayAnalìtica

Resumen

13

Método cualitativo rápido (screening) para la detección de residuos de plaguicidas en frutas y hortalizas

Introducción

La protección de cultivos juega un papel importante en la producciónde alimentos a nivel mundial- Una de las formas de protección másutilizada en la agricultura ha sido el uso de plaguicidasH en respuestaa la creciente demanda de alimentosH al incremento constante de lapoblación y a la limitada área de terreno cultivable disponible- %l usode este tipo de agroquímicos ha permitido incrementar la producciónde frutasH hortalizasH cerealesH etc- yH del mismo modoH mejorar lacalidad de los productos que son comercializados a nivel mundialN1F-

won el fin de garantizar la seguridad en el consumo de alimentosy facilitar la comercializaciónH organismos internacionales hanestablecido Límites Máximos de Residuos NLMRF de plaguicidas enalimentos- La womisión del wodex Dlimentarius NwDwF de laOrganización de las Naciones Unidas para la Dlimentación y laDgricultura N°DOF en conjunto con la Organización Mundial de laSalud NWHOF N2FH la unión europea N%UF N3FH la Dgencia deProtección ambiental de los %stados Unidos NUSP%PDF N4FH el wentrode Inspección de Materiales de Dgricultura y Dlimentos N°DMIwHJapónF N5FH entre otrosH han utilizado los LMR con el propósito dellevar un registroH monitoreo y control de los residuos de plaguicidasen un amplio rango de alimentosH tanto de origen vegetal como deorigen animal-Dhora bienH debido a que un número mayor a úJJJ sustancias

activas están siendo actualmente utilizadas en el control de plagas anivel mundial N6FH los laboratorios han tenido la necesidad dedesarrollar métodos multiresiduo con el fin de ejercer un controlefectivo que permita la determinación de un gran número decompuestos en un solo análisis N7F- DsíH en los últimos añosH se hanimplementado métodos multiresiduo cuantitativos basados encromatografía liquida NHPLwF N8FH cromatografía de gases N9-11F ycromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas NGwPMSF N12F-

%l uso de este tipo de metodologías requiere la construcción decurvas de calibración en matrizH realizar ensayos de recuperaciónHdeterminar dispersión de los resultados debido al gran número deplaguicidas trabajados- Lo anterior requiere bastante tiempo deanálisis y un alto número de datos a procesarH por lo cualrecientemente se han implementado métodos cualitativos rápidosNscreeningF- %stos métodos están enfocados principalmente endeterminar la presencia o ausencia de un compuesto en una muestrade ensayo a una concentración superior del límite establecido Npor logeneral el LMRF sin necesidad de cuantificar- La principal ventaja enel uso de este tipo de metodologías es la posibilidad de realizar unaidentificación rápida de los posibles residuos presentes en unamuestra antes del uso de un método cuantitativo de rutinaH lo quepermite la selección de posibles muestras contaminadasH reduciendola carga de trabajo y el costo en un análisis de cuantificación yconfirmación N13F-

%stos métodos screening se han venido utilizando en análisis derutinaH empleando cromatografía liquida y cromatografía de gasesacoplada a espectrometría de masas de alta resolución NGwNLwFPHRMSF en modalidad Full Scan- %ste tipo de configuración es laideal para la detección simultánea de un gran número de compuestosy brinda una gran confiabilidad en la identificación gracias a ladeterminación de las masas exactas-

Rev. Colomb. Quim. 2018H 47 NúFH úGP1G 17

Patrones de referencia, reactivos y soluciones

Múltiples trabajos con el uso de espectrometría de masas de altaresolución han sido publicados en los últimos años N14-18F- %ntreestos se pueden destacar5 Portoles et al- N13FH quienes desarrollaronun método screening para el análisis de úñJ contaminantes orgánicosen agua empleando cromatografía de gases acoplada aespectrometría de masas con un analizador de tiempo de vuelo NGwPTO° MSFH obteniendo límites de detección entre JHJ1 a ú μgImL-%ste trabajo demostró la aplicación de los métodos screening en laidentificación de contaminantes de importancia en el área ambiental-García et al- N17F desarrollaron un método para el análisis de ú::plaguicidas en frutas y hortalizas empleando LwPTO° MSH donde seobtuvieron límites de detección entre JHJú y JHJñ mgIkgH laoptimización de los parámetros de adquisición del método permitióel procesamiento automático de los datos facilitando laimplementación de los métodos screening- %n Rajski et al- N18F sedesarrolló un método para el análisis de ú6J plaguicidas en frutas yhortalizas empleando LwPOrbitrap Nwromatografía liquidaPtrampaorbitalF obteniendo límites de detección entre JHJú y JHJñ mgIkg-%ste trabajo demostró la capacidad de la instrumentación y elenfoque de los métodos screening para la identificación de un grannúmero de compuestos en frutas y hortalizas-

%n su mayoríaH los métodos screening publicados se basan en eluso de instrumentación avanzada como la espectrometría de masasde alta resolución- Muy pocos trabajos han sido publicados con eluso de espectrometría de masas de baja resolución N19, 20FH de usocomún en los laboratorios de Dmérica Latina- %n Mol et al- N20F sedesarrolló un método para el análisis de :é plaguicidas en frutas yhortalizas empleando cromatografía de gases acoplada aespectrometría de masas con un analizador de cuádruplo simple GwPMS8H inyección de grandes volúmenes con un inyector detemperatura de vaporización programada NPTVF y adquisición en elmodo Full Scan empleando un software de deconvoluciónHobteniendo como resultado la detección del 21R de los compuestos auna concentración de JHJú mgIkg-

Por lo anteriorH siendo wolombia un país con gran potencial deexportaciónH es importante la implementación y el desarrollo demetodologías analíticas con la capacidad de determinar residuos deplaguicidas a bajas concentracionesH con el fin de garantizar que susproductos cumplan con la normatividad- Por esta razón el objetivodel presente trabajo consistió en el montaje y posterior validación deun método screening para el análisis de ñ1 plaguicidas en frutas yvegetales con alto contenido de agua empleando cromatografía degases acoplada a espectrometría de masas con cuádruplo simpleNGwPMS8F- Una vez se validó el método se analizaron frutas yhortalizas para evaluar la efectividad de la metodología- Losresultados se compararon con un método cuantitativo de rutinaHvalidado y acreditado bajo la norma ISO ú6J1ñ N21F-

Materiales y métodos

Se emplearon estándares de plaguicidas con una pureza mayor al:ñRH se adquirieron de la casa comercial 8r- %hrenstorferNDugsburgH DlemaniaF- La Tabla ú muestra los plaguicidas incluidosen el estudio- Soluciones madre se prepararon a una concentracióncercana a úJJJ μgImL en acetato de etilo y se almacenaron enfrascos ámbar a P1J °w-

Huérfano Barco, I., M.; Guerrero Dallos, J. A.

18 Rev. Colomb. Quim. 2018P 47 .kSP kNLUN

Fl programa de temperatura del horno inició a ;U°V .B minSPincrementándose la temperatura a una velocidad de q°VTmin hastaalcanzar kBB°VP consecutivamente se aumentó la temperatura hastakkB°V a U°VTminP a continuaciónP se incrementó hasta kAB°V a unavelocidad de UB°VTminP luego se llevó hasta kK;°V a q°VTmin yfinalmente se llegó a una temperatura de URB°V a una velocidad de;°VTminJ

Se empleó acetato de etilo grado residuosP ciclohexano yacetonitrilo grado ”P–V de OJTJ íaker .USDSJ Fl sulfato demagnesioP citrato diLsódico sesqui hidratado y citrato triLsódico dihidratado se adquirieron de Sigma Dldrich .DlemaniaSb el cloruro desodio se adquirió de OJTJ íaker .USDS y la amina primariasedundariaP PSD .NLpropiletilendiaminaS se adquirió de DgilentTechnologies .USDSJ

Instrumentos y equipos

Fn el proceso de extracción se empleó un homogeneizador Stephanílender UBkB .”ameinP DlemaniaS y una licuadora industrial.WarringSP para el proceso de limpieza se utilizó un cromatógrafo depermeación por gel de Redemnt ítP modelo ú–LSXLAP equipado conuna columna de vidrio de kB cm x kB mm de diámetro internoJ Vomofase estacionaria se usó un gel íiobeads SLXAP y como fase móvil seempleó una mezcla de acetato de etiloX ciclohexano .kXkS a un flujode k m–TminJ

Para el análisis del método screening se empleó un cromatógrafode gases Dgilent Technologies ñodelo WRKBD acoplado a un detectorselectivo de masas .ñSIS ;KW;VP una columna capilar TíRL;ñS.AB m x BPU; mm dJi x BPU; μm espesorSJ –as condicionescromatográficas utilizadas en el análisis fueron las siguientesXvolumen de inyección q μ–b inyección en modalidad splitlesspulsado .22S con presión de pulso de N; psi durante BPR minb tiempode purga de BPR min y temperatura del inyector de U;B °VJ Fl gas detransporte fue helio en modo presión constante a kK psiJ –atemperatura de la línea de transferencia al espectrómetro de masasfue URB °V y la temperatura del cuadrupolo fue de k;B °VJ Flprograma de temperatura del horno inició a ;B °V .; minSP seincrementó a una velocidad de UB °VTmin hasta alcanzar kK; °Vb estatemperatura se mantuvo por ; minJ IespuésP se incrementó latemperatura hasta URB °V a kB °VTminb esta temperatura se mantuvopor un tiempo de WP; minJ

Fl modo de ionización fue por impacto electrónico a WB eVP conuna temperatura de la fuente de ionización de UAB °VJ Fn el análisisse empleó monitoreo de ion selectivo .SQñSJ –a selección de losiones se realizó inyectando una solución con los compuestos deinterés a una concentración aproximada de ;BB μgTm– bajo el modode adquisición “ull ScanJ Se seleccionaron cuatro iones porcompuesto a partir del espectro de masasP correspondientes a un ionobjetivo y tres iones de confirmación o cualificadoresJ –osparámetros de adquisición se muestran en la Tabla kJFn el análisis cuantitativo de rutina se empleó un cromatógrafo degases Dgilent Technologies ”PNRKB plus con un inyector splitTsplitlessP el cual se conectó a través de una columna capilar sin faseestacionaria .k m x BPAU mm dJiS a un divisor de flujo de cuarzo enforma de “Y”P unido a una columna capilar ”PL; .AB m x BPAU mmdJiJx BPU; μmS acoplada a un detector de microLcaptura electrónica.μLFVIS y a una columna capilar ”PL;B .AB m x BPAU mm dJiJ x BPU;μmS acoplada a un detector de nitrógenoLfosforo .NPIS en paraleloJ–as condiciones de operación fueron las siguientesX gas de transportenitrógenoP volumen de inyección U μ–P temperatura del inyector U;N°VP inyección en modo splitless pulsado .22S con presión de pulso deN; psi durante BJR minP tiempo de purga BPN min y flujo de purga deqB m–TminJ –a temperatura del detector μLFVI fue de AkB°V conflujo de gas auxiliar .nitrógenoS kB m–TminJ Fl detector NPI setrabajó a AAB°V con flujo constante de gas auxiliar .nitrógenoSPhidrógeno y aire de kBP A y NB m–TminP respectivamenteJ

Método de preparación de muestra

–as frutas y vegetales frescos empleados se compraron ensupermercadosb se transportaron y procesaron el mismo díaJ –apreparación del producto se llevó acabo tal como es descrito en elVodex Dlimentarius .23SJ Dlrededor de U kg de cada producto sehomogeneizó en el homogeneizador por ; minb porciones de muestraprocesada .kBB gS se almacenaron en bolsas herméticas a LUB °Vhasta el análisisJFl método empleado corresponde a una modificación del proceso

de extracción QuFVhFRS versión europea .24SJ Se tomaron kB g demuestra homogeneizada en un tubo de polipropileno de ;B m–b seagregaron AB μ– de estándar subrogado yP luegoP se adicionaron kBm– de acetonitrilo grado ”P–VJ Se realizó una agitación manualdurante k minb luego se adicionó una mezcla de sales compuesta de qg de ñgSOq anhidroP k g de NaVlP k g de citrato tri sódico dihidratado y BP; g de citrato di sódico sesqui hidratadoJ –a mezcla seagitó manualmente por U min y se centrifugó a q;BB rpm por ; min akB °VJ Se observaron cuatro fases en los tubos de centrifugaciónX unafase superior orgánica donde se encuentran los plaguicidas aanalizarb una fase intermedia correspondiente a la matrizb una faseacuosa yP por últimoP una que contiene las sales sólidasJ

Posteriormente se colocaron U m– de fase orgánica en un tubo depolipropileno de k; m–P se realizó una limpieza por extracción enfase sólida dispersiva .dLSPFS con UKB mg de ñgSOq anhidro y ;Bmg de PSDP empleando un agitador vortex por U minJ Fl tubo secentrifugó a q;BB rpm por ; min a kB °VJ Se tomó k m– desobrenadante y se llevó a sequedad en un evaporador rotatorio a A; °VP el extracto se transfirió cuantitativamente a un balón aforado de km– completando volumen con acetato de etiloJ SeguidamenteP seinyectaron ;BB μ– de extracto en el cromatógrafo de permeación porgelJ –a fracción de los plaguicidas .W–UU m–S se recolectó en unbalón en forma pera de UB m–J Fl extracto se concentró en unevaporador rotatorio a A; °Vb se adicionaron kB μ– de estándarinterno y qKB μ– de acetato de etiloJ Fl extracto se homogeneizó enun agitador vortex por k minJ Por últimoP el extracto se transfirió aun vial y se inyectó en el cromatógrafo de gases acoplado aespectrometría de masasJ

Protocolo de la validación cualitativa

–a validación del método screening se basó principalmente en eldocumento SDNTFTFU UBk; .25S y en la directiva de la comisióneuropea FU N;WTUBBU .26SJ –os parámetros de validación respecto aestos documentos corresponden a selectividadP especificidadP límitede detección del método screening .SI–S y aplicabilidadJ Para lavalidación fueron seleccionados diez productos diferentesrepresentativos del grupo de frutas y hortalizas con alto contenido deagua .piñaP granadillaP bananoP uchuvaP pitayaP papaP naranjaPrepolloP lechuga y pepinoSJ

13

Método cualitativo rápido (screening) para la detección de residuos de plaguicidas en frutas y hortalizas

Rev. Colomb. Quim. 2018x 47 pTMx T6EO6 19

Tabla 1. Parámetros de adquisición y monitoreo de ion selectivo (SIM).

Señal mFz

Ion Objetivo Iones deconfirmación

N° Compuesto tr min Q q1 q2 q3

T Diclorvos TdxTg* Td9x9 78x9 Tggx9 96x9

O Carbofurano Tdxh88 T6g Tg9 T*T TOO

* Acefato TTx7T T*hx9 9*x9 9h TgTx9

g Heptenofos TOx667 TO*x9 Td8x9 89 TOhx9

h Monocrotofos T*xhhg TO7 T9Tx9 97 Td9

6 γEHCH T*x8T7 Td8x9 T8Ox9 T8gx9 OT8x9

7 HCB TgxdO9 O8*x8 O8hx8 TgTx9 Og8x8

8 Dimetoato TgxTT7 TOh 87 9* OO9

9 βEHCH Tgxg77 T8dx9 T8Ox9 OT8x9 Td8x9

Td αEHCH Tgxh9 T8dx9 TTdx9 OOdx9 T8gx9

TT Pirimetanil Tgx8*6 T98xT T99xT OddxT

TO Diazinon Tgx9T8 *dgx9 T79 O76 Og8

T* Clorotalonilo Thx*Th O6hx9 O6*x9 O67x9 OO8x9

Tg Metil paration T6x*d9 TOh 9* O6* Td9

Th Alaclor T6x6Oh T6dxT T88xT Tg6xT O*7xT

T6 Melataxil T6x77T Od6xT T*OxT T6dxT Og9xT

EI PCBEhO T7x*Th O9Tx9 O89x9 OOd OOO

T7 Fenitrotion T7xgd9 TOh Td9 9* O6d

T8 Diclofluanid T7x66 TO* T67xT OO*x9 OOhx9

T9 Malation T7x76T T7*xT TOh TO7 Th7x9

Od Fention T8xdhT O78 Th* O79 O6*

OT Clorpirifos T8xTTO T96x9 T98x9 *T*x9 *Thx9

OO Triadimefon T8xO** Od8 OTd T8T Od9

ES PCBETd* T8x7hh *Ohx9 *O7x9 Ohg Oh6

O* Captan T9x*O8 79xT Tg9xT 77 Td7xT

Og Isofenfos T9xgg OT*xT TOTxT OhhxT T8h

Oh Fentoato T9xh** O7g TOT TOh Og6

O6 Folpet T9xhhT Oh9x9 Tdg T*d O6Tx9

O7 αEEndosulfan OdxO66 T9h Ogdx9 Od7 O6gx9

O8 Fenamifos Odxh9T O88xT *dgxT OT7 O6dxT

Señal mFz

Ion Objetivo Iones deconfirmación

N° Compuesto tr min Q q1 q2 q3

O9 Hexaconazol Odx7*6 OTg OT6 O*T T7h

*d Profenofos Odx8*7 Od7x9 Od6 **9 **7

*T ppEDDE Odx986 Og6 T76xT Og8 OTd

*O Dieldrin OTxdT7 O6Ox9 O76x9 Td8xT O78x9

** Ciproconazol OTxg97 OOOxT T*9 OOgxT TgT

*g βEEndosulfan OTx77 T9h T7d Od7 O6gx9

*h ppEDDD OOxdOO O*h T99 OTOxT

*6 Oxadicil OOxTT* TdhxT T6*xT T*O TOdxT

*7 Propiconazol OOx9dg Oh9 T7* O6T T7h

*8 ppEDDT OOx998 O*h T6hxT T99xT OTOxT

*7a Propiconazol iiB O*xdh9 Oh9 T9T O6T T7h

*9 Tebuconazol O*xO99 OhdxT TOh TO7 T*9xT

gd Propargite O*x*9T T*hxT T*6xT OdTxT Td7xT

gT Epoxiconazol O*x697 T9O T9g T6hxT T*8

gO Iprodion O*x9h9 *Tg *T6 T87 T89

g* Tetradifon Ogx77T Th9 OO6x9 OO8x9 *hhx9

gg λECihalotrina Ohxg6 T8TxT T97 Od8xT Od9xT

gh Pirazofos Ohx7d* OOTxT O*OxT *7*xT

g6 Permetrina O6x*gh T8*xT T68xT 9dxT T8TxT

g6a Permetrina iiB O6xhO8 T8*xT T6* T6h T8gxT

g7 βECiflutrina O7xh*h T6* Od6xT T6h OO6xT

g8 Cipermetrina O7x678 T6* TO7xT T6h

g8 Cipermetrina iiB O7x8*O T6* T8TxT Od9xT T6*

g8b Cipermetrina iiiB O7x96T T6* T8TxT Od9xT T6h

g9 Difenoconazol *dxT9O *O*xT O6h *OhxT O67

hd Deltametrina *TxdgO T8TxT OhOx9 Ohdx9 Ohgx9

hT Azoxistrobin *TxTT8 *ggxO *88xT *ghxT gd*xT

hO Dimetomorf *Tx8*7 *dTxT *87xO T6hxT *d*xT

hOa Dimetomorf iiB *Ox6O* *dTxT *87xO *dTxT

(EI) Estandar interno, (ES) Estandar subrogado, (*) Señal correspondiente a un isómero.

Huérfano Barco, I., M.; Guerrero Dallos, J. A.

20 Rev. Colomb. Quim. 20185 47 9h;5 hC0jC

La Figura h muestra los iones que se seleccionaron paraclorotalonilo y difinoconazol5 así como sus abundancias esperadas9ExpP; y experimentales obtenidas en el análisis 9OctP;ó Para elclorotalonilo se observa que las abundancias esperadas yexperimentales son muy diferentes para los iones cualificadoresjC/5±D jCú5± y jjS5±ó Lo mismo sucede para los iones jCG5éD /jG5h yjCú5é en el difenoconazoló Por tanto5 estos compuestos no cumplenlos criterios de identificación5 pues las relaciones esperadas yexperimentales son muy diferentes 926;ó Estas señales no se puedenatribuir al compuesto de interés5 sino a interferentes provenientes dela matrizóEn las muestras de pitaya se encontró la presencia de λ0cihalotrina

y en las muestras de pepino se encontró la presencia dedifenoconazol a unas concentraciones por debajo de hé μgñkg5 apesar de esto se incluyeron dentro de la validación pues estos valorestan bajos no interfieren en dicho procesoó Para mejorar laselectividad del método se empleó un paso de limpieza adicional porcromatografía de permeación por gel 9GPC; debido a la grancantidad de interferencias observadas en los cromatogramasó Elproceso de limpieza por GPC permitió reducir en gran medida elnúmero de compuestos de la matriz en el extracto final queinterferían con el análisis de los plaguicidas evaluadosó En la Figuraj se muestra la superposición de dos cromatogramas con y sinlimpieza adicional5 obtenidos en el modo de adquisición Full Scanen matriz de piña sin fortificaró Como se puede observar el númerode señales y la intensidad de las mismas es mucho menor en elensayo realizado con limpieza por GPCó Esta reducción en el númerode compuestos de la matriz también permitió mejorar el desempeñoinstrumental e incrementar el número de muestras a analizar sinrealizar un mantenimiento al sistema cromatográficoó

La selectividad5 definida como la habilidad de un método endiscriminar entre la señal del analito y cada una de las demásseñales5 y la especificidad5 definida como la habilidad del detector9soportada por la selectividad del método de extracción5 limpieza yseparación; en proveer señales que efectivamente identifican alanalito 925;5 se evaluaron inyectando una solución de la mezcla deanalitos en extracto de matriz a una concentración de héé ngñmL ydos muestras de cada producto sin fortificar5 para un total de jéensayosó

Se determinó el tiempo de retención de cada analito con unatolerancia de ± é5h minó Osí mismo5 se identificaron interferencias decada matriz y cuatro iones característicos para cada compuesto comose muestra en la Tabla hó

Para la evaluación del límite de detección del método screening9SDL; se realizó el análisis de dos muestras de cada producto5 lascuales se fortificaron con la mezcla de plaguicidas a hé μgñkg5 laconcentración más baja permitida como límite máximo de residuosde plaguicidas en frutas y hortalizasó También se fortificaron a /é yhéé μgñkg5 debido a que hay compuestos cuya sensibilidad no essuficiente para detectar la concentración de hé μgñkg por GCñMSóOdicionalmente5 hay plaguicidas que tienen límites máximos deresiduos superiores en este tipo de matricesó Se analizó para cadaconcentración un total de jé ensayos5 hé muestras por duplicado5para un total de Cé análisisó

Para la determinación del SDL se estableció como criterio deidentificación la presencia del ion objetivo y por lo menos dos ionescualificadores al tiempo de retención de cada compuesto 9al menostres iones seleccionados del cromatograma; y el cumplimento de lasrelaciones de intensidad entre el ion objetivo 9Q; y cada ion deconfirmación 9qi; 9relaciones de abundancia; como lo sugiere eldocumento SONTEñEU jéhG 925;ó El SDL se estableció como laconcentración más baja en la que el compuesto de interés se detectósatisfactoriamente en un ±GP de los jé ensayos 9detección en unmínimo de h± muestras a cada nivel de concentración evaluado;independiente de su porcentaje de recuperación y coeficiente devariación 925;ó

En la evaluación de la aplicabilidad5 se analizaron muestrascorrespondientes a lulo5 lechuga5 zanahoria5 brócoli5 coliflor yuchuva empleando la metodología descritaó Los resultados secompararon con una metodología cuantitativa de rutina validada yacreditada bajo la norma ISO húéjG 921;

Especificidad – Selectividad

Resultados y discusión

En la evaluación de la especificidad0selectividad de la metodología5se evidenció una correcta separación cromatográfica para la mayoríade los analitos 9resolución mayor a h5G;ó Compuestos como el pp0DDE5 dieldrin5 propiconazol5 pp0DDT presentaron una resoluciónmenor a h5é y fueron correctamente detectados por espectrometría demasas gracias a la selección de los iones característicos para cadaanalitoó Se encontraron señales en los tiempos de retención de loscompuestos clorotalonilo5 α0Endosulfan5 propargite y difenoconazolque impidieron su correcta identificaciónó

Límite de detección método screening (SDL)

En la determinación del SDL se evaluó la detección de los analitosen cada una de las diez matrices analizadas para cada concentraciónevaluada por duplicado 9hé5 /é y héé μgñkg;ó El SDL corresponde ala concentración más baja de cada compuesto en por lo menos h± dejé muestras fortificadasó Esto corresponde a una aceptación del GPde probabilidad de falsos negativos 9indicación de la ausencia de unanalito en una matriz fortificada; como se establece pornormatividad 925;ó Los resultados de la evaluación se muestran en laTabla j5 donde se presenta el número de veces que es detectado cadaplaguicida en los distintos ensayos a las concentraciones evaluadas5el SDL asignado y el LMRó

Se asignó como SDL la concentración más baja en la que elplaguicida se detectó en un mínimo de h± ensayosó Como se muestraen la Tabla j5 a clorpirifos se le asignó un SDL de hé μgñkg puestoque se detectó jé veces a las tres concentraciones evaluadas5 el valorasignado corresponde a la concentración más bajaó En el caso demetalaxil se detectó tres veces a la concentración de hé μgñkg5 jéveces a /é μgñkg y jé veces a héé μgñkg5 por tanto5 se le asignó unSDL de /é μgñkgó En el caso de uno de los isómeros del dimetomorfno se detectó ninguna vez a las tres concentraciones5 por tanto5 no sele asignó un SDLó

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Método cualitativo rápido (screening) para la detección de residuos de plaguicidas en frutas y hortalizas

Rev. Colomb. Quim. 2018, 47 (1), 16-26 21

Figura 1. Identificación de interferencias en el cromatograma de Clorotalonilo y Difenoconazol en matriz de piña sin fortificar.

Figura 1. Superposición de cromatogramas matriz de piña con y sin limpieza por GPC.

Tabla 2. Resultados evaluación límite de detección método Screening.

Huérfano Barco, I., M.; Guerrero Dallos, J. A.

22 Rev. Colomb. Quim. 2018E 47 F1dE 16O26

Número de resultados positivos dedetección

N° Compuesto10

µg/Kg30µg/kg

100µg/kg

SDLµg/kg

LMRµg/kg

1 Diclorvos 0 14 15 O 10a

2 Carbofurano 0 5 19 100 10a

3 Acefato 0 2 5 O 300a

4 Heptenofos 19 19 20 10 10b

5 Monocrotofos 0 0 5 O 10b

6 γOHCH 20 20 20 10 10a

7 HCB 20 20 20 10 10b

8 Dimetoato 9 20 20 30 50a

9 βOHCH 20 19 20 10 10b

10 αOHCH 19 19 20 10 10b

11 Pirimetanil 20 20 20 10 50a

12 Diazinon 20 20 20 10 10b

13 Clorotalonilo 0 0 1 O 500a

14Metilparation

16 19 20 30 50a

15 Alaclor 20 20 20 10 10b

16 Melataxil 3 20 20 30 50a

17 Fenitrotion 0 18 20 100 500a

18 Diclofluanid 11 18 20 100 100a

19 Malation 16 20 19 30 500a

20 Fention 0 13 8 O 2000a

21 Clorpirifos 20 20 20 10 10a

22 Triadimefon 3 13 16 O 50a

23 Captan 0 7 15 O 50a

24 Isofenfos 18 20 20 30 10b

25 Fentoato 19 19 20 10 700a

26 Folpet 20 20 20 10 100a

27 αOEndosulfan 0 0 0 O 50a

28 Fenamifos 18 20 20 30 50a

29 Hexaconazol 11 20 20 30 10b

Número de resultados positivos dedetección

N° Compuesto10

µg/Kg30µg/kg

100µg/kg

SDLµg/kg

LMRµg/kg

30 Profenofos 20 20 19 10 200a

31 ppODDE 19 20 20 10 10b

32 Dieldrin 18 20 19 30 50a

33 Ciproconazol 20 19 19 10 50a

34 βOEndosulfan 11 19 18 30 50a

35 ppODDD 20 20 20 10 10b

36 Oxadicil 13 19 20 30 10b

37 Propiconazol 11 20 20 30 20a

38 ppODDT 10 19 20 30 10b

37aPropiconazol

ii8 17 19 100 20a

39 Tebuconazol 2 6 13 O 50a

40 Propargite 3 8 12 O 30a

41 Epoxiconazol 19 19 20 10 50a

42 Iprodion 15 20 20 30 100a

43 Tetradifon 19 20 20 10 10b

44 λOCihalotrina 19 20 20 10 20a

45 Pirazofos 10 14 16 O 10b

46 Permetrina 0 12 18 O 50b

46a Permetrina ii 13 17 20 100 50b

47 βOCiflutrina 14 18 17 O 10a

48 Cipermetrina 2 4 10 O 50b

48aCipermetrina

ii7 13 18 O 50b

48bCipermetrina

iii6 5 14 O 50b

49 Difenoconazol 1 1 9 O 30a

50 Deltametrina 19 19 20 10 10a

51 Azoxistrobin 20 20 20 10 10a

52 Dimetomorf 19 20 20 10 10a

52a Dimetomorf ii 0 0 0 O 10a

ESDL) Límite de detección del método screening, E-) plaguicida al cual no fue posible establecer un SDL; a Límite máximo de residuo ELMR) establecido por el Codex Alimentarius para frutasy hortalizas E2); b Límite máximo de residuo ELMR) establecido por la Comisión Europea E3).

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Método cualitativo rápido (screening) para la detección de residuos de plaguicidas en frutas y hortalizas

Fue posible asignar un SDL a una concentración igual o inferioral límite máximo de residuos establecido por el Codex ;limentaiusv29 y por la comisión europea v394 para un total de j- compuestosvNq29 como se muestra en la tabla Hk Por tanto4 la metodologíapermite una rápida identificación de estos analitos en una granvariedad de matricesk

Se detectaron con el QR 2 de confianza4 H- plaguicidas vMq29 auna concentración de -q μgEkg4 -j vHR29 plaguicidas a unaconcentración de jq μgEkg y j plaguicidas vcarbofurano4diclofluanid4 y permetrina9 a una concentración de -qq μgEkgk Esimportante tener en cuenta que plaguicidas como γ/HCH4 α/HCH4 β/HCH4 diazinon4 pirimetanil4 clorpirifos4 folpet4 profenofos4 pp/DDE4pp/DDD4 azoxistrobin4 deltametrina y dimetomorf se puedendeterminar inclusive a concentraciones por debajo de -q μgEkg4 quees la concentración más baja a detectar en analitos que no tienen unLMR dado4 pues la respuesta de estos compuestos fue bastante altabajo las condiciones de trabajo No fue posible establecer un SDL4para los compuestos diclorvos4 acefato4 monocrotofos4 clorotalonilo4fention4 triadimefon4 captan4 α/endosulfan4 tebuconazol4 propargite4pirazofos4 β/ciflutrina4 cipermetrina y difenoconazol4 inclusive a unaconcentración tan alta como la de -qq μgEkg4 debido a la presenciade interferencias que impidieron su correcta identificación en lamayoría de las matrices que se evaluaronk

En el caso de compuestos como fention4 captan4 propargite ycipermetrina la sensibilidad de los iones seleccionados fue muy baja4por lo que en varias muestras no fue posible distinguir la señal delanalito en la matriz fortificadak

Compuestos como el clorotalonilo4 captan y diclofluanid son departicular dificultad en el análisis por el método QuEChERS por sususceptibilidad al pH4 a la influencia de la matriz4 y a la altaprobabilidad de formar productos de degradación durante el procesode extracción v279k Compuestos como los piretroides presentan unabaja sensibilidad por cromatografía de gasesEespectrometría demasas4 problema ya reportado por otros autores v139k

Rev. Colomb. Quim. 20184 47 v-94 -N/HN 23

La presencia de compuestos de la matriz con masas similares alos plaguicidas objetivo genera un gran problema en la correctaidentificaciónk Los compuestos isobáricos vigual masa nominal9dificulta el análisis especialmente en equipos de espectrometría demasas de baja resolución4 debido a la alta probabilidad de que lainstrumentación analítica no pueda resolver estas pequeñasdiferencias en masa v299k

Debido a estas matrices4 no fue posible asignar un SDL a bajasconcentraciones para varios compuestos involucrados en lametodología4 pues por las interferencias se dificultó suidentificación4 disminuyendo la detección en un número de ensayosmínimo correspondiente al QR2k No se pudo determinar un SDLpara varios plaguicidas a pesar de ser detectados correctamente enlas otras matrices diferentes a naranja4 pepino4 granadilla y uchuva4pues para considerar el SDL se necesitaba la detección al menos en-Q de Hq muestrask

38

30

34

22

3538

30

37

33

29

4341

4542

45 44

3941 42

38

4745 45 44 44

47

4245 44

46

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Piña Granadilla Banano Uchuva Pitaya Papa Naranja Repollo Lechuga Pepino

Numerodeplaguicidas

detectados

10 µg/Kg 30 µg/Kg 100 µg/Kg

Figura 3. Número de plagucidas detectados por matriz a cada concentración evaluada.

Aplicabilidad

Se analizaron nueve muestras adicionales obtenidas ensupermercados4 tanto por el método screening descrito previamente4como por una metodología cuantitativa de rutina validada yacreditada bajo la norma ISO -ñqHRk Esta última se basó en elmétodo de extracción sueco para el análisis de residuos deplaguicidas vSweEt9 v309k Los resultados de los análisis se muestranen la Tabla jkSe observa que en tres muestras vzanahoria4 uchuva y coliflor9 no

se detectó ningún plaguicida por ninguna de las metodologíask Entomate y papa se detectaron los mismos plaguicidas tanto por elmétodo cuantitativo como por el método de screeningk Para el casodel lulo se detectó λ/Cihalotrinaú en lechuga clorpirifos y enhabichuela profenofos tanto por el método cuantitativo como por elmétodo screening4 a pesar de que las concentraciones estaban pordebajo del SDLk Lo anterior indica la efectividad de la metodologíaen estudiok

Huérfano Barco, I., M.; Guerrero Dallos, J. A.

20 Rev. Colomb. Quim. 2018k 47 zá3k á5Gj5

En la Figura 8 se muestran los cromatogramas obtenidos en ladetección de clorpirifos en la muestra de lechuga por ambasmetodologíasC La Figura 8A corresponde al cromatograma de losiones seleccionados del clorpirifos en la detección por el métodoscreening y la Figura 8B a la señal del cromatograma que se obtuvopor el método cuantitativoC En la Figura 8B se superpuso un blancode matriz zmuestra libre de plaguicidas3k un nivel de calibración a 9SμgMkg y la señal de clorpirifos en la muestrak lo que demuestra supresenciaC

Este plaguicida también fue confirmado por GCMMS en elmétodo cuantitativoC Como se puede observar en la Figura 8Ak elmétodo screening permitió la correcta identificación del clorpirifosen lechugak ya que este cumplió con todos los parámetros dedetección establecidos ztiempo de retenciónk presencia de al menostres ionesk relación intensidades del ion objetivoMionescualificadores3C La Figura 8A también muestra el ion objetivo á95k9y los iones cualificadores á98k9; 9á9k9 y 9á;k9 con las abundanciasesperadas y experimentales muy cercanas entre si lo que indica quecumplen con las relaciones de abundanciak confirmando supresenciaC

TFigura 4. Identificación de clorpirifos en lechuga por metodo screening (A) y método cuantitativo (B).

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Método cualitativo rápido (screening) para la detección de residuos de plaguicidas en frutas y hortalizas

Rev. Colomb. Quim. 2018L 47 PDjL DI3UI 25

Muestra CompuestoMétodoscreening

MétodocuantitativoConcentración

(µg/kg)

Métodocuantitativo(µg/kg)

LOD LOQ

Hulo λ3wihalotrina 4etectadoñ 0 U A

Hechuga wlorpirifos 4etectadoñ trazas B DU

Zanahoria Z4 Z4 Z4

Uchuva Z4 Z4 Z4

woliflor Z4 Z4 Z4

Tomate/entoato 4etectado BDU I D7

=prodion 4etectado NN7 7 UI

Tapa wlorpirifos 4etectado U7A U A

TomateTirimetanil 4etectado I8 BA DNA

Termetrina 4etectado 7N D8 AN

?abichuela Trofenofos 4etectadoñ 7 U A

Tabla 3. Resultados de los análisis de plaguicidas en distintos productos por método screening ymetodología cuantitativa de rutina.

(*) Compuesto detectado a una concentración inferior al SDL asignado; (LOD) Limite de detecciónmetodología cuantitativa; (LOQ) Limite de cuantificación metodología cuantitativa; (Trazas) concentraciónmenor al límite de cuantificación metodología cuantitativa y superior al límite de detección; (ND)plaguicida no detectado.

Conclusiones

Se validó una metodología cualitativa para el análisis de residuos deplaguicidas en frutas y hortalizas basada en el método de extracción*u5wh5RS con un paso de limpieza adicional por cromatografía depermeación por gel P9TwjL lo cual permitió reducir la cantidad decomponentes de la matriz en el extracto final de algunas matricesLmejorando el desempeño instrumentalM Ha metodología facilita laidentificación rápida de ND plaguicidas al nivel de sus límitesmáximos de residuos PH–RjM 5l método presenta resultadosconsistentes respecto a una metodología cuantitativa acreditada en elanálisis de frutas y hortalizasM

5l método screening permitió la correcta identificación de losresiduos en las matrices evaluadas y sus resultados son consistentescon la metodología cuantitativaL por lo tantoL resulta ser una buenaalternativa para el análisis de residuos de plaguicidas en este tipo dematricesM

5l uso de la cromatografía de gases acoplada a espectrometría demasas con cuadrupolo simple resultó una técnica adecuada yprometedora para el desarrollo de métodos cualitativos rápidosL sinembargoL cabe resaltar la necesidad de una instrumentación másavanzada que permita obtener una mayor selectividad y sensibilidadpara determinar mayor número de compuestosM

Agradecimientos

5xpresamos nuestro agradecimiento al 4epartamento de *uímica dela Universidad Zacional de wolombiaL sede KogotáM ;l =nstitutoZacional de –etrología P=Z–j por la financiación para el desarrollode este trabajo mediante el proyecto ú80 llamado “/ortalecimientode las capacidades de medición nacionales para determinación decontaminantes en alimentos“ residuos de plaguicidas en frutas deexportación” y al Wrganismo =nternacional de 5nergía ;tómicaP=;5;jL VienaL ;ustriaL por la colaboración y soporte obtenidoM

Referencias

DM

UM

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Huérfano Barco, I., M.; Guerrero Dallos, J. A.

Rev. Colomb. Quim. 2018f 47 dbDf b/wy/q26

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šortolésf Tqñ šitarchf kqñ Kópezf Gq Nqñ üernándezf GqAevelopment and validation of a rapid and widewscopequalitative screening method for detection and identification oforganic pollutants in natural water and wastewater by gaschromatography timewofwflight mass spectrometryq J.Chromatogr. A 2011f 1228f OgOwOb:q A—ŠR httpRuudxqdoiqorgubgqbgb/ujqchromaqygbgqbbqgbgqAíazf Rqñ Šbáñezf Xqñ Sanchof Nq Vqñ üernándezf Gq Target andnonwtarget screening strategies for organic contaminantsfresidues and illicit substances in foodf environmental andhuman biological samples by UüšKBwZT—GwXSq Anal.Methods 2012f 4f bí/wgíq A—ŠR httpRuudxqdoiqorgubgqbgOíucbayg:Oj:jqGarréf Xqñ šicóf Yqñ Yarcelóf Aq Qpplication of ultrawhighpressure liquid chromatography linear ionwtrap orbitrap toqualitative and quantitative assessment of pesticide residuesq J.Chromatogr. A 2014f 1328f //wxíq A—ŠR httpRuudxqdoiqorgubgqbgb/ujqchromaqygbOqbyqgjyqRajskif Łqñ –ómezwRamosf Xqñ GernándezwQlbaf Qq Rq Kargepesticide multiresidue screening method by liquidchromatographyw—rbitrap mass spectrometry in full scan modeapplied to fruit and vegetablesq J. Chromatogr. A 2014f 1360fbbíwbyxq A—ŠR httpRuudxqdoiqorgubgqbgb/ujqchromaqygbIqgxqg/bqKópezf Xqñ –arcíaf Gqñ Steadf Rqñ Robertsf Sq Kqñ XcBullaghf AqñRameshf Xq Rq kvaluation and validation of an accurate massscreening method for the analysis of pesticides in fruits andvegetables using liquid chromatographywquadrupolewtime offlightmass spectrometry with automated detectionq J.Chromatogr. A 2014f 1373f Igw:gq A—ŠR httpRuudxqdoiqorgubgqbgb/ujqchromaqygbIqbgqgííqRajskif Kqñ –ómezwRamosf Xq del Xqñ GernándezwQlbaf Qq RqKarge pesticide multiresidue screening method by liquidchromatographyw—rbitrap mass spectrometry in full scan modeapplied to fruit and vegetablesq J. Chromatogr. A 2014f 1360fbbí–byxq A—ŠR httpRuudxqdoiqorgubgqbgb/ujqchromaqygbIqgxqg/bq–ómezf Xq Nqñ –ómezwRamosf Xq XqR Qgüeraf Qqñ Xezcuaf Xqñüerreraf Sqñ GernándezwQlbaf QqRq Q new gas chromatographyumass spectrometry method for the simultaneous analysis oftarget and nonwtarget organic contaminants in watersq J.Chromatogr. A 2009f 1216 dbjDf IgxbwIgjyq A—ŠR httpRuudxqdoiqorgubgqbgb/ujqchromaqyggíqgyqgj:qXolf üq –q Nqñ Reynoldsf Sq Kqñ Gussellf Rq Nqñ Štajnbaherf Aq–uidelines for the validation of qualitative multiwresiduemethods used to detect pesticides in foodq Drug Test. Anal.2012f 4 dSupplqbDf bgwb/q A—ŠR httpRuudxqdoiqorgubgqbggyudtaqbO/Iq

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