Producción piloto de un material de referencia en frutas con alto contenido de agua como herramienta para evaluación de laboratorios que trabajan en análisis de residuos de plaguicidas

Abstract

La determinación de contaminantes en alimentos es un requerimiento fundamental para garantizar la inocuidad de estos y la seguridad del consumidor. Dentro de los contaminantes de interés, los residuos de plaguicidas constituyen un caso de preocupación, debido al continuo y permanente uso en cada una de las etapas del proceso productivo de los cultivos.

Dado que en el país existe un reducido número de laboratorios competentes en análisis de residuos de plaguicidas en frutas, acreditados bajo la norma NTC/ISO 17025:2017, resulta importante impulsar los procesos de acreditación de laboratorios para asegurar resultados confiables y garantizar la inocuidad de los alimentos que se consumen en el ámbito nacional y se exportan en el ámbito internacional.

Una manera de realizar seguimiento a la validez de los ensayos de laboratorios es la participación en ensayos de aptitud en las que se evalúen los resultados producidos. Para alcanzar este objetivo es necesario contar con materiales de referencia perfectamente caracterizados, con cantidades conocidas del analito y propiedades bien definidas que permita realizar la comparación en las mediciones realizadas. Por lo anterior, en este trabajo se desarrolló la producción piloto de un material de referencia para análisis de residuos de plaguicidas en frutas con alto contenido de agua, como una herramienta para evaluación de laboratorios que realizan este tipo de análisis. El material se preparó empleando gulupa como matriz y 10 plaguicidas con distintas propiedades fisicoquímicas (atrazina, boscalida, carbendazim, carbofurano, clorpirifos, cimoxanilo, heptenofos, malation, metalaxilo y metazacloro).

Para la caracterización del material, se desarrolló y validó un método de medición exacto y confiable basado en el procedimiento de extracción QuEChERS y análisis mediante cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas en tándem CL-MS/MS. Las fracciones másicas junto con las incertidumbres combinadas en el material producido para cada plaguicida fueron: atrazina 39.56 μg/kg ± 4.74 μg /kg, boscalida 30.12 μg/kg ± 2.75 μg/kg, carbendazim 88.76 μg/kg ± 9.83 μg/kg, carbofurano 28.78 μg/kg ± 3.55 μg/kg, clorpirifos 34.70 μg/kg ± 3.21 μg/kg, cimoxanilo 88.17 μg/kg ± 5.98 μg/kg, heptenofos 76.15 μg/kg ± 9.04 μg/kg, malation 31.11 μg/kg ± 3.42 μg/kg, metalaxilo 153.10 μg/kg ± 16.91 μg/kg; metazacloro 19.72 μg/kg ± 2.43 μg/kg. Para evaluar la idoneidad del material de referencia se realizaron estudios sobre la homogeneidad y la estabilidad de los plaguicidas en la matriz. Los resultados indicaron que la contribución de la heterogeneidad de los plaguicidas en las muestras sobre la incertidumbre se encuentra entre 3.10 % y 6.73 %. En cuanto al estudio de estabilidad, se empleó un diseño isócrono, se evaluaron 3 temperaturas durante 79 días (18 °C, 4 °C, -20 °C y -80 °C como temperatura de referencia). Los resultados indicaron que no se presentó degradación de ningún analito a -20 °C durante el periodo de tiempo evaluado, lo que sugiere que a esta temperatura debe transportarse y almacenarse el MR antes y durante su participación en ensayos de intercomparación. La contribución a la incertidumbre por estabilidad de los plaguicidas en la matriz se encuentra entre 2.33 % y 6.63 %.

Como resultado final de la producción piloto se obtuvo un protocolo de preparación del material de referencia, el cual incluye los detalles que deben considerarse para asegurar la homogeneidad y estabilidad del mismo. Estos resultados constituyen una buena base para el desarrollo de un material de referencia certificado para análisis de residuos de plaguicidas en matriz.

Palabras clave: material de referencia, ítem de ensayo, caracterización del material de referencia, estudios de homogeneidad y estabilidad, CL-MS/MS.

The analysis of contaminants in foods are a fundamental requirement to ensure its safety and the safety of the consumers. As well as the relevant pollutants, pesticides are also a cause for concern due to their continuous and permanent use at each stage of the production process of crops. Due to the lack of competent laboratories accredited under NTC/ISO 17025:2017 in the country for analysis of pesticides in fruits, it is important to promote laboratory accreditation processes to ensure reliable results and the safety of food that is consumed nationally and exported internationally.

One way to track the validity of laboratory tests is to participate in proficiency tests in which the results produced are evaluated. To achieve this objective, it is necessary to have well-characterized reference materials with known amounts of analyte and well-defined properties that allow the comparison in the measurements made. Therefore, in this work, a pilot production of a reference material for pesticide residue analysis in fruits with high water content was developed, as a tool for the evaluation of laboratories that perform this type of analysis. The material was prepared using gulupa as matrix and 10 pesticides with different physicochemical properties (atrazine, boscalid, carbendazim, carbofuran, chlorpyrifos, cymoxanil, heptenophos, malathion, metalaxyl-M and metazachlor).

For the characterization of the material, an accurate and reliable measurement method based on the QuEChERS extraction procedure and analysis by liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry CL-MS/MS was developed and validated. The mass fractions together with the combined uncertainties in the material for each pesticide were: atrazine 39.56 μg/kg ± 4.74 μg/kg, boscalid 30.12 μg/kg ± 2.75 μg/kg, carbendazim 88.76 μg/kg ± 9.83 μg/kg, carbofuran 28.78 μg/kg ± 3.55 μg/kg, chlorpyrifos 34.70 μg/kg ± 3.21 μg/kg, cymoxanil 88.17 μg/kg ± 5.98 μg/kg, heptenophos 76.15 μg/kg ± 9.04 μg/kg, malathion 31.11 μg/kg ± 3.42 μg/kg, metalaxyl-M 153.10 μg/kg ± 16.91 μg/kg; metazachlor 19.72 μg/kg ± 2.43 μg/kg.

To evaluate the suitability of the reference material, studies were carried out on the homogeneity and stability of the pesticides in matrix. The results indicate that the contribution of the heterogeneity of the pesticides in the samples on uncertainty is between 3.10 % and 6.73 %. For the stability study, an isochronous design was used, three temperature values were evaluated for seventy-nine days (18 °C, 4 °C, -20 °C and -80 °C as the reference temperature value). The results indicate that there was no degradation of any analyte at -20 °C during the period of evaluation, which suggests that at this temperature value the MR should be transported and stored, before and during its participation in intercomparison tests. The contribution to the uncertainty due to the stability of pesticides in matrix is between 2.33 % and 6.63 %.

Therefore, as a final result of the pilot production, a protocol for the preparation of the reference material was obtained, which includes the details that should be considered to ensure its homogeneity and stability. These results constitute a good basis for the development of a certified reference material for analysis of pesticide residues in matrix.

Keywords: reference material, test item, characterization of the reference material, homogeneity and stability studies, CL-MS / MS.