การกำหนดปริมาณฟอกซิมในข้าวด้วยระบบโครมาโทกราฟีของเหลว-แมสสเปกโตรเมตรีแบบคู่ (LCMS-TQ9200) ของ Wayeal

โฟอกซิม (Phoxim) ซึ่งมีสูตรเคมี C12H15N2O3PS เป็นสารกำจัดแมลงในกลุ่มออร์กาโนฟอสเฟตสังเคราะห์ มีฤทธิ์ในการกำจัดแมลงโดยการยับยั้งการทำงานของเอนไซม์โคลีนเอสเตอเรส (cholinesterase) ในแมลง ทำให้ระบบประสาทของแมลงทำงานผิดปกติ และขัดขวางกิจกรรมทางสรีรวิทยาตามปกติ เมื่อเทียบกับสารกำจัดแมลงชนิดอื่น เช่น ไพรีทรอยด์ (pyrethroids) และคาร์บาเมต (carbamates) โฟอกซิมมีลักษณะเด่นคือ มีช่วงการออกฤทธิ์กว้าง มีประสิทธิภาพสูงในการควบคุมตัวอ่อนของหนอนผีเสื้อ มีราคาปานกลาง และใช้งานง่าย ทำให้เป็นที่นิยมอย่างแพร่หลายในหมู่เกษตรกร ในการใช้งานจริง โฟอกซิมมักมีการใช้เกินขนาดหรือนอกเหนือขอบเขตที่แนะนำ ทำให้เกิดปัญหาการตกค้างของสารกำจัดแมลงในผลิตภัณฑ์ทางการเกษตรอย่างแพร่หลาย การตกค้างของสารกำจัดแมลงสามารถนำไปสู่ผลกระทบเชิงลบได้หลายประการ ในด้านหนึ่ง สารเหล่านี้จะสะสมในร่างกายมนุษย์ผ่านห่วงโซ่อาหาร ซึ่งอาจก่อให้เกิดอาการพิษเฉียบพลัน ความเสียหายเรื้อรัง และปฏิกิริยาทางสรีรวิทยาที่ผิดปกติอื่นๆ ในอีกด้านหนึ่ง สารเหล่านี้สามารถเข้าสู่สิ่งแวดล้อมผ่านทางน้ำทิ้งจากพื้นที่เพาะปลูก ทำให้ความเข้มข้นของส่วนประกอบของสารกำจัดแมลงในสิ่งแวดล้อมเพิ่มสูงขึ้น และส่งผลกระทบทางอ้อมต่อทั้งสิ่งแวดล้อมและสุขภาพของมนุษย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง โฟอกซิมมีความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นต่อกลุ่มประชากรที่อ่อนไหว เช่น เด็กและสตรีมีครรภ์ หากบุคคลเหล่านี้ได้รับโฟอกซิมในปริมาณที่มากเกินไป หรือมีการสะสมในร่างกายในระดับสูง อาจส่งผลให้การทำงานของอวัยวะบกพร่องและเกิดผลกระทบต่อสุขภาพที่ไม่พึงประสงค์ ดังนั้น การตรวจวัดการตกค้างของสารกำจัดแมลงโฟอกซิมในผลิตภัณฑ์ทางการเกษตรจึงกลายเป็นส่วนสำคัญและจำเป็นอย่างยิ่งในการควบคุมความปลอดภัยของอาหาร

การทดลองนี้ดำเนินการตามมาตรฐานแห่งชาติ GB/T 20770-2008 "การหาปริมาณสารกำจัดแมลงและสารเคมีตกค้างที่เกี่ยวข้อง 486 ชนิดในธัญพืชโดยใช้เทคนิค Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry" การวิเคราะห์ปริมาณโฟอกซิมในข้าวใช้ระบบ Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry รุ่น Wayeal LCMS-TQ9200 โปรโตคอลนี้ติดตั้งระบบ Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry ของ Wayeal ซึ่งตรงตามข้อกำหนดสำหรับการตรวจหาเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณของตัวอย่างทดสอบตามปกติ

คำสำคัญ: Triple quadrupole mass spectrometry; โฟอกซิม; สารกำจัดแมลงตกค้าง

1. เครื่องมือและสารเคมี

1.1 รายการการตั้งค่าเครื่องมือ

ตารางที่ 1 รายการการตั้งค่าเครื่องมือ

1.2 สารเคมีและมาตรฐาน

ตารางที่ 2 สารเคมีและมาตรฐาน

1.3 วัสดุทดลองและอุปกรณ์เสริม

เครื่องผสมแบบหมุน (Vortex mixer);

เครื่องปั่นเหวี่ยงความเร็วสูง (High-speed centrifuge);

เครื่องชั่งวิเคราะห์ (Analytical balance).

2. วิธีการทดลอง

2.1 การเตรียมสารละลาย

2.1.1 สารละลายอะซีโตไนไตรล์-กรดอะซิติก (99:1, v/v): ตวงกรดอะซิติก 10 มล. แล้วเติมลงในอะซีโตไนไตรล์ 990 มล. จากนั้นผสมให้เข้ากัน

2.1.2 สารละลายแอมโมเนียมฟอร์เมต-กรดฟอร์มิกในน้ำ (2 mmol/L): ชั่งแอมโมเนียมฟอร์เมต 0.1261 กรัม ละลายในสารละลายกรดฟอร์มิก 0.01% แล้วปรับปริมาตรให้ครบ 1000 มล. จากนั้นเขย่าให้เข้ากันจนเป็นเนื้อเดียว

2.1.3 สารละลายแอมโมเนียมฟอร์เมต-กรดฟอร์มิกในเมทานอล (2 mmol/L): ชั่งแอมโมเนียมฟอร์เมต 0.1261 กรัม ละลายในสารละลายกรดฟอร์มิก 0.01% ในเมทานอล แล้วปรับปริมาตรให้ครบ 1000 มล. จากนั้นเขย่าให้เข้ากันจนเป็นเนื้อเดียว

2.2 การเตรียมตัวอย่าง

ชั่งตัวอย่างทดสอบ 5 กรัม (ความแม่นยำถึง±0.01 กรัม) ใส่ในหลอดปั่นเหวี่ยงขนาด 50 มล. เติมน้ำ 10 มล. ผสมให้เข้ากันด้วยเครื่อง Vortex และตั้งทิ้งไว้ 30 นาที จากนั้นเติมสารละลายอะซีโตไนไตรล์-กรดอะซิติก 15 มล. และลูกโม่เซรามิก 1 ลูก เขย่าแรงๆ เป็นเวลา 1 นาที ต่อมาเติมแมกนีเซียมซัลเฟตปราศจากน้ำ 6 กรัม และโซเดียมอะซิเตต 1.5 กรัม เขย่าแรงๆ อีกครั้งเป็นเวลา 1 นาที จากนั้นปั่นเหวี่ยงที่ความเร็ว 4200 รอบ/นาที เป็นเวลา 5 นาที ตวงส่วนใสที่ได้ปริมาณที่แน่นอนใส่ในหลอดปั่นเหวี่ยงพลาสติกที่มีสารดูดความชื้นและวัสดุทำความสะอาด (ใช้แมกนีเซียมซัลเฟตปราศจากน้ำ 150 มก., C18 50 มก. และ PSA 50 มก. ต่อสารสกัด 1 มล.) ปั่นเหวี่ยงที่ความเร็ว 4200 รอบ/นาที เป็นเวลา 5 นาที จากนั้นดูดส่วนใสและกรองผ่านเมมเบรนไมโครพอร์เพื่อนำไปวิเคราะห์ต่อไป

2.3 สภาวะการทดลอง

2.3.1 สภาวะโครมาโตกราฟีของเหลว

คอลัมน์โครมาโตกราฟี: C18 1.7 μm 2.1x50 mm；

เฟสเคลื่อนที่: เฟส A: สารละลายแอมโมเนียมฟอร์เมต-กรดฟอร์มิกในเมทานอล (2 mmol/L); เฟส B: สารละลายแอมโมเนียมฟอร์เมต-กรดฟอร์มิกในน้ำ (2 mmol/L).

อัตราการไหล: 0.3 มล./นาที;

อุณหภูมิคอลัมน์: 40 °C;

ปริมาตรการฉีด: 5 μL.

2.3.2 สภาวะแมสสเปกโตรเมตรี

ตารางที่ 3 พารามิเตอร์แมสสเปกโตรเมตรีของสารประกอบ

หมายเหตุ: ไอออนที่ทำเครื่องหมายด้วย * คือไอออนสำหรับหาปริมาณ

3. ผลการทดลอง

3.1 โครมาโตแกรมมาตรฐาน

การหาปริมาณโฟอกซิมเสร็จสิ้นภายใน 6.5 นาที ดังแสดงในรูปที่ 1 พีคของสารประกอบมีรูปร่างดีและการตอบสนองที่น่าพอใจ ตรงตามข้อกำหนดของการวิเคราะห์เชิงทดลอง

รูปที่ 1 โครมาโตแกรมของโฟอกซิม

3.2 ช่วงเชิงเส้น

นำสารละลายมาตรฐานโฟอกซิมในปริมาณที่เหมาะสมมาเจือจางเป็นลำดับด้วยเมทริกซ์เปล่า เพื่อให้ได้ความเข้มข้น 10, 5, 2, 1, 0.5, 0.1 และ 0.05 ng/mL สำหรับการเตรียมกราฟมาตรฐาน ช่วงเชิงเส้นถูกกำหนดไว้ที่ 0.05 ถึง 10 ng/mL ค่าเบี่ยงเบนของผลการตรวจวัดเชิงเส้นจากความเข้มข้นที่ทราบอยู่ภายในค่าเบี่ยงเบนสูงสุดที่อนุญาต ค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ (R²) เท่ากับ 0.99971 แสดงถึงความสัมพันธ์เชิงเส้นที่ยอดเยี่ยมสำหรับสารวิเคราะห์

รูปที่ 2 กราฟมาตรฐานโฟอกซิม

3.3 ความสามารถในการทำซ้ำ

ฉีดสารละลายโฟอกซิมที่ความเข้มข้นสามระดับ (0.5, 2 และ 10 ng/mL) ติดต่อกันหกครั้ง ผลลัพธ์ดังแสดงในตารางด้านล่าง แสดงให้เห็นว่าค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานสัมพัทธ์ (RSDs) สำหรับจุดข้อมูลทั้งหมดที่ความเข้มข้นสูง ปานกลาง และต่ำของโฟอกซิมอยู่ภายใน 5% ตรงตามข้อกำหนดของการทดลอง

ตารางที่ 4 การทดสอบความสามารถในการทำซ้ำของโฟอกซิมที่ความเข้มข้นสูง ปานกลาง และต่ำ

3.4 การกู้คืนจากการเติมสารมาตรฐาน (Spike Recovery)

เติมสารละลายมาตรฐานโฟอกซิมลงในตัวอย่างเพื่อให้ได้ความเข้มข้น 4 ng/mL จากนั้นวิเคราะห์ตัวอย่างด้วย LC-MS ผลลัพธ์แสดงในรูปที่ 3 ค่าเฉลี่ยจากการฉีดติดต่อกันหกครั้งคือ 4.194 ng/mL โดยมี RSD เท่ากับ 4.623% และอัตราการกู้คืนเท่ากับ 104.85% ตรงตามข้อกำหนดของการทดลอง

รูปที่ 3 โครมาโตแกรมของการกู้คืนจากการเติมสารมาตรฐานโฟอกซิม

3.5 การตกค้างจากตัวอย่างเปล่า (Blank Residual)

หลังจากฉีดสารละลายมาตรฐานความเข้มข้น 10 ng/mL อย่างต่อเนื่อง ได้ฉีดตัวอย่างเมทริกซ์เปล่าตามลำดับเพื่อประเมินและคำนวณการตกค้างจากตัวอย่างเปล่า ผลลัพธ์แสดงในรูปที่ 4 แสดงว่าไม่พบการตกค้างจากตัวอย่างเปล่า

รูปที่ 4 โครมาโตแกรมของตัวอย่างเปล่า

3.6 การทดสอบตัวอย่าง

ตัวอย่าง A ถูกเตรียมตามวิธีการเตรียมตัวอย่างที่อธิบายไว้ในโปรโตคอลนี้ และปริมาณโฟอกซิมที่วัดได้ในตัวอย่าง A คือ 9.552μg/kg.

รูปที่ 5 โครมาโตแกรมของโฟอกซิมในตัวอย่าง A

4. สรุป

วิธีนี้ใช้ระบบ Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry รุ่น Wayeal LCMS-TQ9200 ในการหาปริมาณสารตกค้างของโฟอกซิมในอาหารที่ได้จากพืช 

ข้อมูลแสดงให้เห็นว่าวิธีนี้ให้พีคแมสสเปกตรัมที่ดีและไม่มีการหางพีค ความไวตรงตามข้อกำหนดของการทดลอง โดยมี R² มากกว่า 0.999 ความสามารถในการทำซ้ำที่ความเข้มข้นสูง ปานกลาง และต่ำอยู่ภายใน 5% และอัตราการกู้คืนจากการเติมสารมาตรฐานเท่ากับ 104.85% ไม่พบการตกค้างของระบบหลังจากตัวอย่างความเข้มข้นสูง ผลลัพธ์เหล่านี้ยืนยันว่าวิธีนี้ซึ่งติดตั้งระบบ Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry ของ Wayeal ตรงตามข้อกำหนดสำหรับการวิเคราะห์เชิงคุณภาพและเชิงปริมาณของสารวิเคราะห์เป้าหมายในตัวอย่างทดสอบตามปกติ