Ви є тут

Головна » Науковий вісник ветеринарної медицини № 2'2022

Сучасні методи визначення залишкових кількостей пестицидів в продуктах бджільництва та за діагностики отруєнь бджіл

Інтенсифікація сільськогосподарського виробництва пов’язана із застосуванням значної кількості пестицидів, що негативно впливає на довкілля та здоров’я людей, а харчові продукти, зокрема продукти бджільництва, відповідно потребують обов’язкового контролю за залишковими кількостями пестицидів. Наведено порівняльний аналіз хроматографічних методів виявлення залишків пестицидів та обґрунтована необхідність застосування сучасних методів їх визначення у продуктах бджільництва і за діагностики отруєнь бджіл. Хроматографічні методи дослідження цих показників у різних типах матриць є пріоритетними. Це ефективні методи аналізу, які широко вживані завдяки своїй універсальності та дозволяють аналізувати складні неорганічні й органічні сполуки у різних агрегатних станах. Одними з найбільш поширених із сучасних методів визначення залишків пестицидів є газова і рідинна трьохквадрупольна тандемна хромато-мас-спектрометрія (ГХ та/або РХ-МС/МС). Метод ГХМС/МС забезпечує кількісне визначення аналітів на рівні, який на порядок вищий ніж, наприклад, метод газової одноквадрупольної мас-спектрометрії. Сучасні методи газової та рідинної хроматографії в поєднанні з квадрупольно-часпролітним мас-спектрометричним детектуванням (LC/Q-TOF/MS або GC/Q-TOF/MS) також дозволяють проводити якісний і кількісний багатокомпонентний аналіз пестицидів у продуктах бджільництва. ГХ та РХ системи в поєднанні з МС Orbitrap високої роздільної здатності (GC-HRMS(Q-Orbitrap)/LC-HRMS(Q-Orbitrap)) мають більш високу чутливість, що надає можливість визначати ультрамікрокількості, і є найбільш чутливим скринінговим методом для мультикомпонентного визначення залишків пестицидів. Отже, новітні хроматографічні методи здатні забезпечити потреби аналітичних випробувальних та науково-дослідних лабораторій у галузі безпеки харчових продуктів, зокрема продуктів бджільництва.

Ключові слова: хроматографічні методи, тонкошарова хроматографія, газова хроматографія, рідинна хроматографія, хромато-мас-спектрометрія, мультикомпонентний аналіз, пестициди, мед бджолиний, загиблі бджоли.

ОМЕЛЬЧУН Ю.А. https://orcid.org/0000-0001-8895-7250


КОБИШ А.І. https://orcid.org/0000-0001-9372-5016


  1. Rekha Naik S.N., Prasad R. Pesticide residue in organic and conventional food-risk analysis. Chem. Health Saf. 2006. Vol. 13. P. 12–19. DOI:10.1016/j. chs.2005.01.012.
  2. Ye M., Beach J., Martin J.W., Senthilselvan A. Occupational pesticide exposures and respiratory health. Int. J. Environ. Res. Public Health. 2013. Vol. 10 (12). P. 6442–6471. DOI:10.3390/ijerph10126442.
  3. Pesticides: classification, uses and toxicity. Measures of exposure and genotoxic risks/F.P. Garcia et al. Res. J. Environ. Sci. Toxicol. 2012. Vol. 1 (11). P. 279–293. URL:www.semanticscholar.org/paper/ Pesticides%3A-classification%2C-uses-and-toxicity-of-Garc%C3%ADaAscencio/225e6c4ebada0757fc67ef46d06a2347dec00335?p2 df. (дата звернення: 22.06.2022).
  4. Ravindran J., Pankajshan M., Puthur S. Organochlorine pesticides, their toxic effects on living organisms and their fate in the environment. Interdiscip. Toxicol. 2016. Vol.9. P. 90–100. URL:www.sciendo.com/ article/10.1515/intox-2016-0012. (дата звернення: 22.06.2022).
  5. Sarbani G., Anirudha G., Gouri D.S., Surya B.P. Mutagenic effects of carbosulfan, a carbamate pesticide. Mutat. Res., Genet. Toxicol. Environ. Mutagen. 2002. Vol. 519. P. 75–82. URL: www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/ S1383571802001146?via%3Dihub. (дата звернення: 21.06.2022).
  6. Pesticide distribution and depletion kinetic determination in honey and beeswax. Model for pesticide occurrence and distribution in beehive products/J.A. Shimshoni et al. PLoS ONE. 2019. 14 (2). DOI:10.1371/journal.pone.021263.
  7. Johnson R.M., Ellis M.D., Mullin C.A., Frazier M. Pesticides and honey bee toxicity – USA. Apidologie. 2010. P. 312–331. DOI:10.1051/apido/201001841.
  8. A two-year monitoring of pesticide hazard inhive: High honey bee mortality rates during insecticide poisoning episodes in apiaries located nearagricultural settings/P. Calatayud-Vernich et al. J. Chemosphere. 2019. Vol. 232. P. 471–480. DOI:10.1016/j.chemosphere.2019.05.170.
  9. Regulation (EC) № 396/2005 of the European Parliament and of the Council on maximum residue levels of pesticides in or on food and feed of plant and animal origin and amending Council Directive 91/414/EEC. OJ L 70, 16.03.2005. P. 1–16. URL:eurlex.europa.eu/legal-content/EN/ALL/?uri=celex- %3A32005R0396. (дата звернення: 20.06.2022).
  10. Commission Directive 2006/125/EC on processed cereal-based foods and baby foods for infants and young children.OJ L 339, 6.12.2006. P. 16–35. URL: data.europa.eu/eli/dir/2006/125/oj. (дата звернення: 20.06.2022).
  11. Pesticide residues in food. WHO. 2018. URL: www.who.int/en/news-room/fact-sheets/detail/pesticide-residues-in-food. (дата звернення: 10.06.2022).
  12. Systematic Review of the Literature: Best Practices, Academic Radiology/S. Gupta et al. 2018. Vol. 25 (11). P. 1481–1490. DOI:10.1016/j.acra.2018.04.025.
  13. Commission Directive 2002/63/EC of 11 July 2002 Еstablishing Community methods of sampling for the official control of pesticide residues in and on products of plant and animal origin and repealing Directive 79/700/EEC. (Text with EEA relevance). OJ L 187, 16.7.2002. P. 30–43. URL:eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/ALL/?uri=CELEX:32002L0063. (дата звернення:20.06.2022).
  14. The International Code of Conduct on Pesticide Management. WHO/FAO. Rome, 2014. 40 p. URL:www.who.int/publications/i/item/9789251085493. (дата звернення: 10.06.2022).
  15. Guidance SANTE 11312/2021 – Analytical quality control and method validation procedures for pesticide residues analysis in food and feed. URL: ec.europa.eu/food/system/files/2022-02/pesticides_ mrl_guidelines_wrkdoc_2021-113 12.pdf. (дата звернення: 19.06.2022).
  16. Jackie. Basics & Fundamentals: Gas Chromatography. Shimadzu 21. 2020. URL: www. shimadzu.eu.com/sites/shimadzu.seg/files/SEG/ c10ge082-GC-Basics-and-Fundamentals.pdf. (дата звернення: 21.06.2022).
  17. Basic Overview Gas on Chromatography Columns Chemistry/Md. Musfiqur Rahman et al. Wiley Online Library. 2015. Chapter 3. Vol. 3. P. 823–834. DOI:10. 1002/9783527678129.assep024.
  18. Cazes J., Scott R.P.W. Chromatography Theory. New York/ Basel: Marsel Dekker, 2002. Inc. 477 p. (in English). DOI:10.1201/9780367800543.
  19. Coskun O. Separation techniques: Chromatograph. Noth Clin Istanb. 2016. Vol. 3(2). P. 156–160. DOI:10.14744/nci.2016.32757.
  20. Basic principles of gas chromatography. J. of Chromatography Libr. 1977. Vol. 10. P. 1–31. DOI:10.1016/S0301-4770(08)60223-7.
  21. McNair H.M., Miller J.M., Snow N.H. Basic gas chromatography, Third Edition. Wiley, 2019. 265 p. (in English). DOI:10.1002/9781119450795.
  22. Colin F. Poole. Thin-layer chromatography: challenges and opportunities. J. of Chromatography Libr. 2003. Vol. 1000 (1-2). P. 963–984. DOI:10.1016/ S0021-9673(03)00435-7.
  23. Lewis S.W., Lenehan C.E. Liquid and Thin-Layer Chromatography. Encyclopedia of Forensic Sciences. 2013. P. 586–589. DOI:10.1016/B978-0- 12-382165-2.00246-4.
  24. Souza Tette P.A., Guidi L.R., De Abreu Glória M.B., Fernandes C. Pesticides in honey: A review on chromatographic analytical methods.Talanta. 2016. Vol. 149. P.124–141. DOI:10.1016/j.talanta.2015.11.045.
  25. Thin-layer chromatography in the authenticity testing of bee-products/M. Dushanka et al. J. of Chromatography B. 2022. Vol. 1188. DOI:10.1016/j. jchromb. 2021.123068.
  26. Chromatographic retention of adamantylamidrazones and triazoles by octadecyl silica gel and hypercrosslinked polystyrenes from water-acetonitrile solutions/S.V. Prokopov et al. Russ. J. Phys. Chem. 2012. Vol. 86. P. 852–859. DOI:10.1134/ S0036024412050299.
  27. Thomas H. Walter., Iraneta P., Capparella M. Mechanism of retention loss when C8 and C18 HPLC columns are used with highly aqueous mobile phases, J. of Chromatography A. 2005. Vol. 1075 (1–2). P. 177–183. DOI:10.1016/j.chroma. 2005.04.039.
  28. Influence of variation in mobile phase pH and solute pKa with the change of organic modifier fraction on QSRRs of hydrophobicity and RP-HPLC retention of weakly acidic compounds/Shu-ying Han et al. Talanta. 2012. Vol. 101. P. 64–70. DOI:10.1016/j.talanta.2012.08.051.
  29. Hamish Small. Landmarks in the Evolution of Ion Chromatography LCGC Supplements. Special Issues-04-01-2013. (2013). Vol. 31 (4). P. 8–15. URL: www.chromatographyonline.com/view/landmarksevolution-ion-chromatography. (дата звернення: 23.06.2022).
  30. Haddad P.R., Jackson P.E. Ion chromatography – principles and applications. Journal of Chromatography Library. 1990. Vol. 46. P. 319–320. (in English). DOI:10.1016/0021-9673(93)80015-Z.
  31. Castillo M. An evaluation method for determination of non-polar pesticide residues in animal fat samples by using dispersive solid-phase extraction clean-up and GC-MS. Anal. Bioanal. Chem. 2011. Vol. 400 (5). P. 1315–1328. DOI:10. 1007/s00216-011- 4656-5.
  32. McGown S.R. Basic gas chromatography-mass spectrometry: Principles and techniques. J. of Biochem. and Biophys. Methods. 1990. Vol. 20. P. 269– 270. DOI:10.1016/0165-022x(90)90085-q.
  33. Rose M.E. Basic Gas Chromatography-Mass Spectrometry. Analytica Chimica Acta. 1989. Vol. 225. P. 456–457. DOI:10.1016/s0003-2670(00)84638-3.
  34. Sneddon J., Masuram S., Richert J.C. Gas chromatography-mass spectrometry-basic principles, instrumentation and selected applications for detection of organic compounds. Analytical Letters. 2007. DOI:10.1080/00032710701300648.
  35. Multi-residue analytical method for detecting pesticides, veterinary drugs, and mycotoxins in feed using liquid- and gas chromatography coupled with mass shectrometry/Tae Woong Na et al. J. of Chromatography A. 2022. DOI:10.1016/ j.chroma.2022.463257.
  36. John Roboz. A History of Ion Current Detectors for Mass Spectrometry. The Encyclopedia of Mass Spectrometry. 2016. Vol. 9. P. 183–188. DOI:10.1016/ B978-0-08-043848-1.00023-7.
  37. Peter Q. Tranchida, Luigi Mondello. Detectors and basic data analysis. Separation Science and Technology. 2020. Vol. 12 (6). P. 205–227. DOI:10.1016/ B978-0-12-813745-1.00006-4.
  38. Non-target evaluation of contaminants in honey bees and pollen samples by gas chromatography timeof-flight mass spectrometry/E. Hakme et al. Chemosphere. 2017. Vol. 184. P. 1310–1319. DOI:10.1016/j. chemosphere.2017.06.089.
  39. Richard A. Yost. The triple quadrupole: Innovation, serendipity and persistence. Journal of Mass Spectrometry and Advances in the Clinical Lab. 2022. Vol. 24. P. 90–99. DOI:10.1016/j.jmsacl.2022.05.001.
  40. Multi-residue analysis of 80 environmental contaminants in honeys, honeybees and pollens by one extraction procedure followed by liquid and gas chromatography coupled with mass spectrometric detection/L. Wiest et al. Journal of Chromatography A. 2011. Vol. 1218 (34). P. 5743–5756. DOI:10.1016/j.chroma. 2011.06.079.
  41. Dataset of PAHs determined in home-made honey samples collected in Central Italy by means of DLLME-GC-MS and cluster analysis for studying the source apportionment/S. Passarella et al. Data in Brief. 2022. Vol. 42. DOI:10.1016/ j.dib.2022.108136.
  42. Determination of imidacloprid in beehive samples by UHPLC-MS/MS/Melina P. Michlig et al. Microchemical Journal. 2018. Vol. 143. P. 72–81. DOI:10.1016/j.microc.2018.07.027.
  43. Liquid chromatography Orbitrap mass spectrometry with simultaneous full scan and tandem MS/ MS for highly selective pesticide residue analysis/ María Del Mar et al. Anal. Bioanal. Chem. 2015. Vol. 407(21). P. 6317–6326. DOI:10.1007/ s00216-015- 8709-z.
  44. Multi-Class Methodology to Determine Pesticides and Mycotoxins in Green Tea and Royal Jelly Supplements by Liquid Chromatography Coupled to Orbitrap High Resolution Mass Spectrometry/Martínez-Domínguez et al. Food Chemistry. 2016. Vol. 197. P. 907–915. DOI:10.1016/j.foodchem.2015.11.070.
  45. Comparison of new approach of GC-HRMS (Q-Orbitrap) to GC-MS/MS (triple-quadrupole) in analyzing the pesticide residues and contaminants in complex food matrices/S. Belarbi et al. Food Chemistry. 2021. Vol. 359. DOI:10.1016/j. foodchem.2021.129932.
ДолученняРозмір
PDF icon omelchun_2_2022.pdf505.54 КБ
Науковий вісник ветеринарної медицини № 2'2022