Quantification of five effective components in pesticides by visible near-infrared spectroscopy

Význam tématu

Přesná a rychlá kvantifikace účinných složek v pesticidech je nezbytná pro zajištění jejich účinnosti a bezpečnosti. Vizuálně-blízká infračervená spektroskopie (Vis-NIRS) představuje neinvazivní a bezchemickou alternativu k tradičním laboratorním metodám, přináší úsporu času, nákladů i minimalizaci používání toxických rozpouštědel.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem Application Note NIR-056 bylo ověřit možnost stanovení pěti aktivních složek insekticidů a herbicidů (Abamectin EC, Emamectin EC, Cyhalothrin EC, Cypermethrin a Glyphosate) pomocí Vis-NIRS a porovnat výsledky s referenční HPLC metodou.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky pesticidních přípravků byly připraveny v různých koncentracích (24–37 vzorků na analyzát) odpovídajících výrobnímu rozsahu. Spektra byla měřena v transmisním režimu na NIRS XDS RapidLiquid Analyzer (400–2500 nm) v jednorázových skleněných vialkách o průměru 4 mm. Pro sběr dat a vývoj kvantifikačních modelů byl použit software Vision Air 2.0 Complete.

Hlavní výsledky a diskuse

Data byla vyhodnocena metodou Partial Least Squares regresí s interní křížovou validací (leave-one-out). Klíčové parametry modelů:

• Abamectin: 1360–1850 nm, 2050–2500 nm, 2 faktory, R²=0,9946, SECV=0,06 %.
• Emamectin: 1300–1790 nm, 1 faktor, R²=0,9911, SECV=0,62 %.
• Cyhalothrin: 400–1080 nm, 1300–2200 nm, 1 faktor, R²=0,9952, SECV=0,05 %.
• Cypermethrin: 1300–2200 nm, 1 faktor, R²=0,9952, SECV=0,016 %.
• Glyphosate: 1300–2170 nm, 2 faktory, R²=0,9987, SECV=0,03 %.

Externí validace potvrdila spolehlivost: rezidua do ±0,14 % a relativní standardní odchylky do ±4,6 % ve srovnání s HPLC referencí.

Přínosy a praktické využití metody

Vis-NIRS nabízí výrazné zrychlení analýzy (minuty místo hodin), eliminuje potřebu nebezpečných rozpouštědel, umožňuje snadnou automatizaci a významně snižuje provozní náklady. Metoda je ideální pro rutinní kontrolu kvality ve výrobních provozech i rychlé rozhodovací procesy.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozvoj inline měření přímo na výrobní lince, rozšíření kalibračních databází na další pesticidní látky, aplikace pokročilých strojových učících metod a vývoj přenosných přístrojů pro polní a terénní analýzy.

Závěr

Vis-NIRS se ukázala jako spolehlivá, rychlá a ekonomická alternativa ke HPLC pro kvantifikaci klíčových pesticidních složek. Díky vysoké korelaci s referenční metodou a nízkým chybám může být široce využita v průmyslové praxi i ve výzkumu.

Reference

• WHO. Pesticides. Dostupné z: http://www.who.int/topics/pesticides/en/
• WHO. Pesticide residues in food. Dostupné z: http://www.who.int/mediacentre/factsheets/pesticide-residues-food/en/
• Wikipedia. Dosazeno z: https://en.wikipedia.org/