농산물 농약 분석은 SamplePrep! QuEchERS 전처리 자동화 장비/ 쌀 잔류 농약 분석/추출

 

■ 요약

 

 켐코코리아(주)에서는 SamplePrep ‘시료 전처리 자동화 장비’를 이용하여 농·축산물 시료의 잔류 농약 다성분 동시 분석을 위하여 QuEChERS법 기반, 자동화 전처리 과정을 개발하였다.

 본 자료에서는 QuEchERS의 2단계 1. 추출 단계 ( 수용액층과 유기층간의 평형화를 포함한  saltung-out 추출), 2. 분산 고체상 추출을 이용한 Clean up 단계 ( Dispersive SPE, 다양한 염과 다공성 흡착제를 함께 이용해 간섭 물질을 제거하는 과정)를 포함한 전처리 전 과정을 적용시킨 SamplePrep을 사용한 바나나 중 잔류농약 분석에 대한 내용을 살펴보고자 한다. 쌀 내 분석 잔류 농약은 총 524 성분이었고,  LC-MS/MS 분석 대상 165 성분 중 회수율 범위(70~120%) 내로 143 성분, GC-MS/MS 분석 대상 359 성분 중 334 성분이 검출되어 각각 87%와 93%의 높은 적합률을 보였다. 

 

■ 서언

 

 ○ QuEChERS법

 농식품 안전성 테스트에서 잔류농약의 다성분 동시 분석을 위하여 전처리 방법으로 QuEChERS법이 널리 사용되고 있다. QuEChERS(Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged, and Safe)는 2007년도에 AOAC, EU에서 공인되어 세계적으로 널리 사용되고 있는 표준화된 시험법으로 농식품의 잔류 농약을 분석하기 위해 개발된 빠르고 쉽고 저렴하며, 효율적이고 견고하며 안전한 추출 방법이다.

 

 

○ SamplePrep ‘시료 전처리 자동화 장비’ 특징

 SamplePrep(accroma labtec Ltd., Muttenz, Switzerland)은 분석자 간 변동성이 없는 높은 재현성 및 신뢰도, 생력화에 의한 인건비 절감, 시험자의 유해화학물질 노출 빈도를 감소 등 효율성을 극대화 할 수 있는 시료 전처리 자동화 장비이다. 그 응용 범위는 농식품, 의약품, 천연물, 건강기능식품, 화학 분야 등 매우 넓고 다양하다(Figure 1).

( Figure 1 ) 시료 전처리 자동화 장비 SamplePrep

 

 ○ SamplePrep 전처리 과정

 SamplePrep에 의한 주요 전처리 과정은 총 7단계로 구분되며, 농식품 시료 특성에 따라 교반과 초음파 과정에서 시간을 조절하거나 정치 과정을 추가하면서 반복적으로 사용하는 등 다양한 추출 방법(method)을 적용하면 ‘최적화’된 전처리 과정을 개발할 수 있고, 보다 효율적인 시료 추출이 가능하다(Figure 2).

 

 ○ 분석조건

 쌀의 잔류농약 추출은 SamplePrep을 사용하여 미국공인분석학학회 AOAC 2007.01 추출방법을 활용하였다. 정량 방법의 정확성을 위해 매트릭스와 일치된 검량선작성(matrix-matched calibration curve)과 내부표준법을 함께 사용하여 측정하였다.  풋고추에 Spike 한 표준품 30 ppb대비 회수율 범위(70~120%) 내에서 개발된 SamplePrep 전처리 과정이 적합한지를 판단하였다. 다음 잔류농약 30ppb를 spike한 크로마토그램을 보여준다(Figure 3)(Figure 4).

 

( Figure 3 ) 30ppb 쌀 LC-MS/MS 크로마토그램

( Figure 4 ) 30ppb 쌀 GC-MS/MS 크로마토그램

 

■ 결과

 

 ○ SamplePrep에 의한 최적화된 전처리 과정 개발

쌀 내 잔류 농약 다성분 동시 분석을 위하여 SamplePrep를 이용하여 시료량, 용매 종류 및 사용량, 추출염 종류 및 사용량, 교반 및 초음파의 사용 시간, dSPE 정제 종류 및 사용량 등 다양한 조합을 통하여 다음과 같이 자동화 및 최적화된 전처리 과정을 개발하였다.

 

 ○ SamplePrep전처리 과정의 높은 적합률

 잔류농약 분석법 기준인 70～120%의 회수율 범위 기준에 근거하여 SamplePrep전처리 자동화 과정의 적합률을 판단하였다. SamplePrep시료 전처리 자동화 장비를 활용한 전처리 과정을 적용한 결과, 쌀에서는 LC-MS/MS 분석 대상 165 성분 중 회수율 범위(70~120%) 내로 143 성분, GC-MS/MS 분석 대상 359 성분 중 334 성분 성분이 검출되어 각각 87%와 93%의 높은 적합률을 보였다(Figure 5).

 

( Figure 5 ) 쌀 잔류농약 분석 중 일부

 

 

■ 결론

 

 켐코코리아(주)에서는 SamplePrep ‘시료 전처리 자동화 장비’를 이용하여 농·축산물 시료의 잔류 농약 다성분 동시 분석을 위하여 QuEChERS법 기반, 자동화 전처리 과정을 개발, 수행 할 수 있음을 보여주고 있다. 시료의 분쇄, 용매주입, Shaking, Sonication의 추출, 피펫팅 및 정제과정, 원심분리, 필터, 바이알에 담기는 전과정이 자동화로 진행되었다.  

 쌀에서는 회수율 범위(70~120%) 기준으로 LC-MS/MS 분석 결과 87%, GC-MS/MS 분석 결과 93%의 높은 적합률을 보였다. 높은 적합률 뿐 아니라뛰어난 정밀성과 정확성을 나타내고, 시료 전처리 자동화 장비 SamplePrep을 이용한QuEchERS 전처리 전과정을 자동화로 사용 할 수 있다고 판단된다.      

 

 

 

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