medlitГигиена и санитарияHygiene and Sanitation0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0016-9900-2025-104-9-1197-1203ktgiszmedlit-5161Research ArticleМЕТОДЫ ГИГИЕНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙMETHODS OF HYGIENIC AND EXPERIMENTAL INVESTIGATIONSБезопасность пищевой продукции: диспергирование образца в аналитическом контроле хлорорганических пестицидов (4,4’-дихлордифенилтрихлорэтана и его метаболитов, альфа-, бета- и гамма-изомеров гексахлорциклогексана)Food safety: sample dispersion in analytical control of organochlorine pesticides (4,4’-Dichlorodiphenyltrichloroethane and its metabolites, (alpha-, beta-, and gamma-isomers of Hexachlorocyclohexane)https://orcid.org/0000-0001-8278-6382ФедороваНаталия ЕвгеньевнаFedorovaNataliia E.

Доктор биол. наук, гл. науч. сотр. отд. аналитических методов контроля ФБУН «ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана» Роспотребнадзора, 1410014, Мытищи, Россия. E-mail: analyt1@yandex.ru

DSc (Biology), Chief Researcher, Department of an analytical control methods, Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman, Mytishchi, 141014, Russian Federation

e-mail: analyt1@yandex.ru

analyt1@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9415-1007ДобреваНаталья ИвановнаDobrevaNatalia I.

Канд. биол. наук, ст. науч. сотр. отд. аналитических методов контроля ФБУН «ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана» Роспотребнадзора, 1410014, Мытищи, Россия

PhD (Biology), senior researcher, Department of an analytical control methods, Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman, Mytishchi, 141014, Russian Federation

e-mail: analyt1@yandex.ru

analyt1@yandex.ruБондареваЛидия ГеоргиевнаBondarevaLydia G.

Канд. хим. наук, ст. науч. сотр. отд. аналитических методов контроля ФБУН «ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана» Роспотребнадзора, 1410014, Мытищи, Россия

e-mail: lydiabondareva@gmail.com

PhD (Chemistry), leading researcher, Department of an analytical control methods, Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman, Mytishchi, 141014, Russian Federation

e-mail: lydiabondareva@gmail.com

lydiabondareva@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-1064-0653ГорячеваЛюдмила ВладимировнаGoryachevaLudmila V.

Канд. биол. наук, ст. науч. сотр. отд. аналитических методов контроля ФБУН «ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана» Роспотребнадзора, 1410014, Мытищи, Россия

PhD (Biology), senior researcher, Department of an analytical control methods, Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman, Mytishchi, 141014, Russian Federation

e-mail: goryacheva.lv@fncg.ru

https://orcid.org/0000-0001-8181-4409СусловаАлена ВячеславовнаSuslovaAlena V.

Мл. науч. сотр. отд. аналитических методов контроля ФБУН «ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана» Роспотребнадзора, 1410014, Мытищи, Россия

Junior researcher, Department of an analytical control methods, Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman, Mytishchi, 141014, Russian Federation

e-mail: suslova.av@fncg.ru

ФБУН «Федеральный научный центр гигиены имени Ф.Ф. Эрисмана» РоспотребнадзораРоссияFederal Scientific Center of Hygiene named after F.F. ErismanRussian Federation202521102025104911971203Copyright © Федорова Н.Е., Добрева Н.И., Бондарева Л.Г., Горячева Л.В., Суслова А.В., 20252025Федорова Н.Е., Добрева Н.И., Бондарева Л.Г., Горячева Л.В., Суслова А.В.Fedorova N.E., Dobreva N.I., Bondareva L.G., Goryacheva L.V., Suslova A.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjhas.ru/jour/article/view/5161Введение

Введение. В оценке безопасности пищевой продукции аналитический контроль остаточных количеств пестицидов актуален не только для препаратов, применяемых в настоящее время, но и для целого ряда стойких токсичных веществ, производство и применение которых запрещено или ограничено по всему миру. К таким веществам принадлежат хлорорганические пестициды (ХОП) – 4,4’-дихлордифенилтрихлорэтан (ДДТ) и его метаболиты, гексахлорциклогексан (ГХЦГ, альфа-, бета- и гамма-изомеры), относящиеся к классу стойких органических загрязнителей (СОЗ) с высокой устойчивостью в окружающей среде.

Цель исследования – разработать экономичный и быстрый метод матричной твердофазной дисперсии в сочетании с газовой хромато-масс-спектрометрией (МТФД-ГХ-МС) для определения содержания ХОП в сырье и пищевой продукции животного происхождения, а также продуктов с преобладающим содержанием компонентов животного происхождения.

Материалы и методы

Материалы и методы. По процедуре пробоподготовки методом матричной твердофазной дисперсии измельчённые и гомогенизированные образцы пищевых продуктов диспергировали в сорбент флорисил. Из полученной сыпучей смеси ХОП экстрагировали смесью органических растворителей, далее экстракт подвергали очистке концентрированной серной кислотой. Анализ образцов выполняли на газовом хроматографе «Хроматэк-Кристалл 5000.2» (Россия) с масс-спектрометрическим детектором.

Результаты

Результаты. Разработан простой метод определения хлорорганических пестицидов в различных продуктах животного происхождения с помощью МТФД-ГХ-МС. Использование флорисила в качестве диспергатора и смеси гексана с дихлорметаном (1 : 1 по объёму) в качестве элюирующего растворителя, включение дополнительного этапа обработки образца концентрированной серной кислотой позволяет добиться хорошего эффекта извлечения и очистки. Диапазон линейности калибровочных кривых 0,005–0,2 мкг/см3. Нижний предел количественного определения для всех веществ – 0,01 мг/кг, степень извлечения составляла 85–104% с относительным стандартным отклонением (RSD) 6–8% (n = 5).

Ограничение исследования

Ограничение исследования. Объектами исследования были отдельные виды пищевой продукции животного происхождения.

Заключение

Заключение. Метод отличается быстротой, простотой, достаточной чувствительностью, хорошей воспроизводимостью и точностью. Он подходит для анализа большого количества образцов и соответствует техническим требованиям для определения остаточных количеств ХОП в пищевых продуктах животного происхождения с нижним пределом количественного определения индивидуального вещества 0,01 мг/кг.

Соблюдение этических стандартов. Исследование не требует представления заключения комитета по биомедицинской этике или иных документов.

Участие авторов

Участие авторов: Федорова Н.Е. – концепция и дизайн исследования, написание текста, редактирование; Добрева Н.И. – концепция и дизайн исследования, сбор и обработка материала, написание текста, редактирование; Бондарева Л.Г. – написание текста, редактирование; Горячева Л.В. – концепция и дизайн исследования; Суслова А.В. – сбор и обработка материала. Все соавторы – утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех её частей.

Конфликт интересов

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Поступила

Поступила: 29.04.2025 / Поступила после доработки: 02.06.2025 / Принята к печати: 26.06.2025 / Опубликована: 20.10.2025

Introduction

Introduction. In assessing the safety of food products, analytical control of pesticide residues is relevant not only for currently used preparations, but also for a number of persistent, toxic substances, the production and use of which is prohibited or restricted worldwide. Such substances include organochlorine pesticides (OCPs) – 4,4’Dichlorodiphenyldichloroethane (DDT) and its metabolites, Hexachlorocyclohexane (HCH) (alpha, beta and gamma isomers), which belong to the class of persistent organic pollutants (POPs) with high stability in the environment.

The aim of the study

The aim of the study. To develop an economical and rapid method of matrix solid-phase dispersion in combination with gas chromatography-mass spectrometry (MSPD-GC-MS) for the determination of OCP content in a wide range of raw materials and food products of animal origin, as well as products with a predominant content of components of animal origin.

Materials and methods

Materials and methods. According to the sample preparation procedure using the matrix solid-phase dispersion method, crushed and homogenized food samples were dispersed in the florisil sorbent. The OCPs were extracted from the resulting bulk mixture with a mixture of organic solvents, and then the extract was purified with concentrated sulfuric acid. The samples were analyzed using a gas chromatograph “Chromatec-Crystal 5000.2” (Russian Federation) with a mass spectrometric detector.

Results

Results. A simple method for determining organochlorine pesticides in a wide range of animal products using MTFD-GC-MS has been developed. Using florisil as a dispersant and a mixture of hexane and dichloromethane (1:1, by volume) as an eluting solvent, and including an additional stage of sample treatment with concentrated sulfuric acid allows achieving a good extraction and purification effect. The linearity range of the calibration curves is 0.005–0.2 µg/ml. The lower limit of quantification for all substances is 0.01 mg/kg, the degree of extraction varied from 85 to 104% with a relative standard deviation (RSD) of 6–8% (n = 5).

Limitations

Limitations. In the study same types of food products of animal origin were considered as objects of research.

Conclusion

Conclusion. The method is characterized by its speed, simplicity, sufficient sensitivity, good reproducibility, and accuracy. It is suitable for the analysis of large volumes and meets the technical requirements for the determination of residual quantities of OCPs in food products of animal origin with a lower limit of quantification of an individual substance of 0.01 ppm.

Compliance with ethical standards. The study does not require a biomedical ethics committee opinion.

Contribution

Contribution: Fedorova N.E., Dobreva N.I., Goryacheva L.V. – concept and design of the study; Dobreva N.I., Suslova A.V. – collection and processing of material; Fedorova N.E., Dobreva N.I., Bondareva L.G. – text writing, editing. All authors are responsible for the integrity of all parts of the manuscript and approval of the manuscript final version.

Conflict of interest

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

Funding

Funding. The study had no sponsorship.

Received

Received: April 29, 2025 / Revised: June 2, 2025 / Accepted: June 26, 2025 / Published: October 20, 2025

хлорорганические пестицидыпищевые продукты животного происхожденияматричная твердофазная дисперсиягазовая хроматографиямасс-спектрометрияorganochlorine pesticidesfood products of animal originmatrix solid-phase dispersiongas chromatographymass spectrometryReferencesЦыганков В.Ю., Боярова М.Д., Лукьянова О.Н. Химические и экологические аспекты стойких органических загрязняющих веществ. Владивосток; 2015. https://elibrary.ru/watbtdTsygankov V.Yu., Boyarova M.D., Luk’yanova O.N. Chemical and Ecological Aspects of Persistent Organic Pollutants [Khimicheskie i ekologicheskie aspekty stoikikh organicheskikh zagryaznyayushchikh veshchestv]. Vladivostok; 2015. https://elibrary.ru/watbtd (in Russian)Aktar M.W., Sengupta D., Chowdhury A. Impact of pesticides use in agriculture: their benefits and hazards. Interdiscip. Toxicol. 2009; 2(1): 1–12. https://doi.org/10.2478/v10102-009-0001-7Aktar M.W., Sengupta D., Chowdhury A. Impact of pesticides use in agriculture: their benefits and hazards. Interdiscip. Toxicol. 2009; 2(1): 1–12. https://doi.org/10.2478/v10102-009-0001-7Chandra R., Sharpanabharathi N., Prusty B.A.K., Azeez P.A., Kurakalva R.M. Organochlorine pesticide residues in plants and their possible ecotoxicological and agri food impacts. Sci. Rep. 2021; 11(1): 17841. https://doi.org/10.1038/s41598-021-97286-4Chandra R., Sharpanabharathi N., Prusty B.A.K., Azeez P.A., Kurakalva R.M. Organochlorine pesticide residues in plants and their possible ecotoxicological and agri food impacts. Sci. Rep. 2021; 11(1): 17841. https://doi.org/10.1038/s41598-021-97286-4Bulut S., Akkaya L., Gök V., Konuk M. Organochlorine pesticide (OCP) residues in cow’s, buffalo’s, and sheep’s milk from Afyonkarahisar region, Turkey. Environ. Monit. Assess. 2011; 181(1–4): 555–62. https://doi.org/10.1007/s10661-010-1849-xBulut S., Akkaya L., Gök V., Konuk M. Organochlorine pesticide (OCP) residues in cow’s, buffalo’s, and sheep’s milk from Afyonkarahisar region, Turkey. Environ. Monit. Assess. 2011; 181(1–4): 555–62. https://doi.org/10.1007/s10661-010-1849-xLuzardo O.P., Almeida-González M., Henríquez-Hernández L.A., Zumbado M., Alvarez-León E.E., Boada L.D. Polychlorobiphenyls and organochlorine pesticides in conventional and organic brands of milk: occurrence and dietary intake in the population of the Canary Islands (Spain). Chemosphere. 2012; 88(3): 307–15. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2012.03.002Luzardo O.P., Almeida-González M., Henríquez-Hernández L.A., Zumbado M., Alvarez-León E.E., Boada L.D. Polychlorobiphenyls and organochlorine pesticides in conventional and organic brands of milk: occurrence and dietary intake in the population of the Canary Islands (Spain). Chemosphere. 2012; 88(3): 307–15. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2012.03.002Barker S.A. Matrix solid-phase dispersion. J. Chromatogr. A. 2000; 885(1–2): 115–27. https://doi.org/10.1016/s0021-9673(00)00249-1Barker S.A. Matrix solid-phase dispersion. J. Chromatogr. A. 2000; 885(1–2): 115–27. https://doi.org/10.1016/s0021-9673(00)00249-1Duarte F.A., Soares B.M., Vieira A.A., Pereira E.R., Maciel J.V., Caldas S.S., et al. Assessment of modified matrix solid-phase dispersion as sample preparation for the determination of CH3Hg+ and Hg2+ in fish. Anal. Chem. 2013; 85(10): 5015–22. https://doi.org/10.1021/ac4002436Duarte F.A., Soares B.M., Vieira A.A., Pereira E.R., Maciel J.V., Caldas S.S., et al. Assessment of modified matrix solid-phase dispersion as sample preparation for the determination of CH3Hg+ and Hg2+ in fish. Anal. Chem. 2013; 85(10): 5015–22. https://doi.org/10.1021/ac4002436Pan S., Guo Y., Wang L., Zhang D. Simultaneous determination of 29 pesticides residues in bayberry by pass-through solid-phase extraction and ultra-performance liquid chromatography-high resolution mass spectrometry. Se Pu. 2021; 39(6): 614–23. https://doi.org/10.3724/SP.J.1123.2020.11011 (in Chinese)Pan S., Guo Y., Wang L., Zhang D. Simultaneous determination of 29 pesticides residues in bayberry by pass-through solid-phase extraction and ultra-performance liquid chromatography-high resolution mass spectrometry. Se Pu. 2021; 39(6): 614–23. https://doi.org/10.3724/SP.J.1123.2020.11011 (in Chinese)Gañán J., Morante-Zarcero S., Gallego-Picó A. Garcinuño R.M., Fernández-Hernando P., Sierra I. Evaluation of a molecularly imprinted polymer for determination of steroids in goat milk by matrix solid phase dispersion. Talanta. 2014; 126: 157–62. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2014.03.041Gañán J., Morante-Zarcero S., Gallego-Picó A. Garcinuño R.M., Fernández-Hernando P., Sierra I. Evaluation of a molecularly imprinted polymer for determination of steroids in goat milk by matrix solid phase dispersion. Talanta. 2014; 126: 157–62. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2014.03.041Salemi A., Shafiei E., Vosough M. Optimization of matrix solid phase dispersion coupled with gas chromatography electron capture detection for determination of chlorinated pesticides in soil. Talanta. 2012; (101): 504–9. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2012.10.009Salemi A., Shafiei E., Vosough M. Optimization of matrix solid phase dispersion coupled with gas chromatography electron capture detection for determination of chlorinated pesticides in soil. Talanta. 2012; (101): 504–9. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2012.10.009Ziarrusta H., Olivares M., Delgado A., Posada-Ureta O., Zuloaga O., Etxebarria N. Multiscreening determination of organic pollutants in molluscs using matrix solid phase dispersion. J. Chromatogr. A. 2015; 1391: 18–30. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2015.02.072Ziarrusta H., Olivares M., Delgado A., Posada-Ureta O., Zuloaga O., Etxebarria N. Multiscreening determination of organic pollutants in molluscs using matrix solid phase dispersion. J. Chromatogr. A. 2015; 1391: 18–30. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2015.02.072Guerra E., Llompart M., Garcia-Jares C. Miniaturized matrix solid-phase dispersion followed by liquid chromatography-tandem mass spectrometry for the quantification of synthetic dyes in cosmetics and foodstuffs used or consumed by children. J. Chromatogr. A. 2017; 1529: 29–38. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2017.10.063Guerra E., Llompart M., Garcia-Jares C. Miniaturized matrix solid-phase dispersion followed by liquid chromatography-tandem mass spectrometry for the quantification of synthetic dyes in cosmetics and foodstuffs used or consumed by children. J. Chromatogr. A. 2017; 1529: 29–38. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2017.10.063Djatinika R., Hsieh C.C., Chen J.M., Ding W.H. Determination of paraben preservatives in seafood using matrix solid-phase dispersion and on-line acetylation gas chromatography-mass spectrometry. J. Chromatogr. B. Analyt. Technol. Biomed. Life Sci. 2016; 1036–1037: 93–9. https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2016.10.005Djatinika R., Hsieh C.C., Chen J.M., Ding W.H. Determination of paraben preservatives in seafood using matrix solid-phase dispersion and on-line acetylation gas chromatography-mass spectrometry. J. Chromatogr. B. Analyt. Technol. Biomed. Life Sci. 2016; 1036–1037: 93–9. https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2016.10.005Cao Y., Tang H., Chen D., Li L. A novel method based on MSPD for simultaneous determination of 16 pesticide residues in tea by LC–MS/MS. J. Chromatogr. B. Analyt. Technol. Biomed. Life Sci. 2015; 998–999; 72–9. https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2015.06.013Cao Y., Tang H., Chen D., Li L. A novel method based on MSPD for simultaneous determination of 16 pesticide residues in tea by LC–MS/MS. J. Chromatogr. B. Analyt. Technol. Biomed. Life Sci. 2015; 998–999; 72–9. https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2015.06.013Корячкина С.Я., Пригарина О.М. Научные основы производства продуктов питания: учебное пособие для высшего профессионального образования. Орел; 2011. https://elibrary.ru/qnjcptKoryachkina S.Ya., Prigarina O.M. Scientific Foundations of Food Production: A Textbook for Higher Professional Education [Nauchnye osnovy proizvodstva produktov pitaniya: uchebnoe posobie dlya vysshego professional’nogo obrazovaniya]. Orel; 2011. https://elibrary.ru/qnjcpt (in Russian)Федорова Н.Е., Добрева Н.И., Бондарева Л.Г., Суслова А.В. Новые подходы к определению хлорорганических пестицидов в пищевой продукции и продовольственном (пищевом) сырье. Токсикологический вестник. 2023; 31(5): 329–39. https://elibrary.ru/ukqajaFedorova N.E., Dobreva N.I., Bondareva L.G., Suslova A.V. New approaches to the determination of organochlorine pesticides in food products and food raw materials. Toksikologicheskii vestnik. 2023; 31(5): 329–39. https://elibrary.ru/ukqaja (in Russian)Frías M.M., Torres M.J., Frenich A.G., Martínez Vidal J.J., Olea-Serrano F., Olea N. Determination of organochlorine compounds in human biological samples by GC-MS/MS. Biomed. Chromatogr. 2004; 18(2): 102–11. https://doi.org/10.1002/bmc.300Frías M.M., Torres M.J., Frenich A.G., Martínez Vidal J.J., Olea-Serrano F., Olea N. Determination of organochlorine compounds in human biological samples by GC-MS/MS. Biomed. Chromatogr. 2004; 18(2): 102–11. https://doi.org/10.1002/bmc.300Leandro C.C., Fussell R.J., Keely B.J. Determination of priority pesticides in baby foods by gas chromatography tandem quadrupole mass spectrometry. J. Chromatogr. A. 2005; 1085(2): 207–12. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2005.06.054Leandro C.C., Fussell R.J., Keely B.J. Determination of priority pesticides in baby foods by gas chromatography tandem quadrupole mass spectrometry. J. Chromatogr. A. 2005; 1085(2): 207–12. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2005.06.054Nakamura Y., Yasuhide N., Yuhikira S. Multiresidue analysis of 48 pesticides inagricultural products by capillary gas chromatography. J. Agric. Food Chem. 1994; 42(11): 2508–18.Nakamura Y., Yasuhide N., Yuhikira S. Multiresidue analysis of 48 pesticides inagricultural products by capillary gas chromatography. J. Agric. Food Chem. 1994; 42(11): 2508–18.Zheng G., Han C., Liu Y., Wang J., Zhu M., Wang C., et al. Multiresidue analysis of 30 organochlorine pesticides in milk and milk powder by gel permeation chromatography-solid phase extraction-gas chromatography-tandem mass spectrometry. J. Dairy Sci. 2014; 97(10): 6016–26. https://doi.org/10.3168/jds.2014-8192Zheng G., Han C., Liu Y., Wang J., Zhu M., Wang C., et al. Multiresidue analysis of 30 organochlorine pesticides in milk and milk powder by gel permeation chromatography-solid phase extraction-gas chromatography-tandem mass spectrometry. J. Dairy Sci. 2014; 97(10): 6016–26. https://doi.org/10.3168/jds.2014-8192Belda M.P., González-Franco J.A., Rubio R., Campillo N., Hernández-Córdoba M., Torres C., et al. Occurrence of organochlorine pesticides in human tissues assessed using a microextraction procedure and gas chromatography – mass spectrometry. J. Anal. Toxicol. 2021; 45(1): 84–92. https://doi.org/10.1093/jat/bkaa036Belda M.P., González-Franco J.A., Rubio R., Campillo N., Hernández-Córdoba M., Torres C., et al. Occurrence of organochlorine pesticides in human tissues assessed using a microextraction procedure and gas chromatography – mass spectrometry. J. Anal. Toxicol. 2021; 45(1): 84–92. https://doi.org/10.1093/jat/bkaa036

The authors declare that there are no conflicts of interest present.