QuEChERS(캐처스; Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged and Safe)법은 농산물에서 잔류농약을 확인하기 위해 개발된 추출 방법이다.

QuEChERS 기술의 선호도가 높아지고 시료 검사 수가 증가함에 따라 추출 기술의 자동화에 대한 요구가 증가하고 있다. 본 자료에서는 액체/고체 추출에서부터 정제 단계까지 QuEChERS 추출의 2가지 파트를 간소화시킨 Teledyne Tekmar사 AutoMate-Q40을 사용한 시금치 중 잔류농약 분석에 대한 내용을 살펴보고자 한다.

본 실험의 목적은 AutoMate-Q40의 다양한 성능을 평가하기 위함이다.

시금치로부터 14개의 살충제를 검사하기 위해 Teledyne Tekmar사 QuEChERS 솔루션 자동화 시스템(AutoMate-Q40)과 Agilent사 LC/MS/MS가 사용되었다.

정량화는 방법의 정확성을 보장하기 위해 내부표준법과 함께 매트릭스와 일치된 검량선 작성(matrix-matched calibration curve)을 기반으로 하였다.

QC 시료들은 AutoMate-Q40의 정밀성과 정확성을 보장하기 위해 20, 40, 100 ng/g에서 평가되었다.

14개 살충제 중 1개에서만 재현성 < 8%와 함께 회수율이 70~120% 범위 밖이었다.

 

 

식품산업의 세계화가 가속됨에 따라 식품 안전에 대한 걱정이 더욱 높아지고 있다.

결과적으로, 규제 및 감시해야 하는 살충제의 수가 증가하고 있다는 것이다.

QuEChERS는 농산물 중 잔류농약의 추출을 위해 2003년에 개발된 Quick-Easy-Cheap-Effective-Rugged-Safe 추출 방법이다.

 

QuEChERS법의 도입은 많은 목적성분과 매트릭스를 포함하는 범위를 확장시켰다.

비록 QuEChERS는 단순화된 추출기술이지만, 용매, 추출염 첨가, 원심분리, 섞기, 버리기 그리고 dSPE 정제과정을 수행하는 범위까지 여전히 많은 수작업 단계를 요구한다.

 

시금치로부터 잔류농약의 추출은 Automate-Q40을 사용하여 변경된 미국공인분석화학회 AOAC 2007.01 추출방법을 활용하였다.

정량 방법의 정확성을 위해 내부표준법과 함께 매트릭스와 일치된 검량선 작성(matrix-matched calibration curve)을 기반으로 측정하였다.

QC 시료들은 AutoMate-Q40의 정밀성과 정확성을 보장하기 위해 20, 40, 100 ng/g에서 평가되었다.

 

 

 

시금치 시료는 AOAC 공인 방법인 2007.01(아세토나이트릴 추출과 황산마그네슘 분배에 의한 식품중의 잔류농약 측정)에 따라 준비된다.

이 시료들은 시료분석할 때까지 냉동고에 보관한다.

<그림 1>은 시료전처리와 시금치로부터 잔류농약 추출 단계를 보여준다.

 

이 분석을 위해, AutoMate-Q40은 AOAC QuEChERS 추출염(MgSO4와 NaOAc)을 사용했다.

또한 AutoMate-Q40은 dSPE 정제단계를 위해 MgSO4, PSA와 GCB(Graphitized Carbon Black)를 사용했다.

 

<그림 2>는 살충제 40 ng/g을 spike한 MRM 크로마토그램을 보여준다.

LC 시료들은 HPLC grade의 물 900 μL에 최종 추출물 100 μL를 첨가하여 준비한다.

 

 

QuEChERS 추출의 자동화는 빠르고, 용이하며, 신뢰할 수 있고, 좀 더 재현성있는 추출이 가능하다.

AutoMate-Q40를 사용함으로써, 시료들 사이의 반복성과 일관성을 향상시키면서 상당한 시간을 절감할 수 있다.

 

정밀성과 정확성 연구는 AutoMate-Q40을 사용하면서 3개의 농도에서 수행되었다.

60 ㎍/mL stock 살충제 용액은 시금치 시료에 첨가하기 위해 사용되었다.

 

AutoMate-Q40은 검사용 시료를 얻을 수 있는 50, 100 그리고 250 μL의 살충제 표준물질로 첨가할 수 있다(20, 40, 100 ng/g 농도로 만들어 주기 위해, 시금치에 살충제 표준물질을 각각 50, 100, 250 μL로 첨가한 것으로 보임).

 

<표 1>은 시금치 시료로부터 잔류농약을 추출하기 위해 AutoMate-Q40을 사용할 때, 회수율 범위가 77.58~109.95%로 나타난다는 것을 보여준다.

GCB는 정제과정에서 사용되기 때문에 carbendazim과 같은 plainer compounds는 loose media로 흡수된다.

회수율들은 Document N Sanco/12495/2011에서 권고하는 수치 내에 들어간다.

 

또한 Document N Sanco에서는 %RSD가 20% 이하여야 한다고 언급하고 있다.

QuEChERS 추출을 위해 AutoMate-Q40을 사용함으로써, spike된 모든 QC 시료의 RSD가 1.17~8.37% 범위로 높은 정확성을 보여준다.

본 연구는 AutoMate-Q40을 사용하여 QuEChERS 추출 방법의 자동화를 수행할 수 있음을 보여주고 있다.

Liquid handing, 염/버퍼용액의 첨가, 시료 섞기, 피펫팅 그리고 특화된 VialVisionTM을 사용하여 liquid level을 감지하는 것 역시 자동화되어 있다.

추출과정은 더 빠르고 쉬우며, 더 신뢰할 수 있는 결과를 얻을 수 있다.

또한 이 시스템은 추출의 일관성과 반복성을 향상시키면서, 시간과 노동 절감 효과를 가져올 수 있다.

<표 1>에서 살펴볼 수 있듯이, spike된 잔류농약은 평균 90.99%의 회수율과 2.57%의 RSD값을 갖는다.

이와 같은 수치는 뛰어난 정확성과 정밀성을 나타내므로 AutoMate-Q40의 수행능력을 입증하고 뛰어난 시료전처리 자동화 도구로서 사용할 수 있다고 판단된다.