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上海斯邁歐分析儀器有限公司
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采用液相色譜/三重四極桿質譜對食物樣品中的301 種農(nóng)藥進行多殘留分析
2023-3-23 閱讀(57)
摘要采用 G6410A 三重四極桿質譜開發(fā)了一種用于篩選和確證蔬菜樣品中 301種農(nóng)藥的分析方法 。我們發(fā)現(xiàn)這 301 種化合物中的 90% 都可以通過該方法被鑒定出來 ，蔬菜基質樣品的分析檢測限（LOD）為 0.01 mg/kg（ppm）或更低 ，該檢測限符合嬰兒食品和禁用物質的要求 ，也是歐盟規(guī)定的最大殘留量（MRL）。本文采用正離子電噴霧模式 ，在每個時間段 99 次的監(jiān)測速度下 ，使用每種化合物的定量和確認離子 ，在單次分析中即可達到上述濃度 。利用不同類型的蔬菜（西紅柿和青椒 ）對該方法的分析性能進行評價 ，發(fā)現(xiàn)基質效應很小或幾乎沒有 。所有化合物的響應值在 2 個數(shù)量級范圍內(nèi)線性關系良好（r2 > 0.99）。
前言當前世界上用于食品以及土壤與作物處理的農(nóng)藥（包括合法的與不合法的 ）就有 900 多種 。為保護消費者安全 ，食物和飲用水中的上述大多數(shù)農(nóng)藥都有最大殘留量（MRL）。作為食物質量控制的一部分 ，尤其是水果和蔬菜 ，必須對其最大殘留量濃度進行監(jiān)測 ；因此 ，食物質量控制需要涉及數(shù)百種農(nóng)藥的多殘留分析方法 。然而 ，一次分析同時監(jiān)測數(shù)百種農(nóng)藥的要求 ，對于色譜和質譜分析來說都是一種極大的挑戰(zhàn) 。在本文中 ，我們聯(lián)合使用了新型的 1.8 µm 液相色譜柱（可獲得最大的峰容量 ）及每個時間段可進行 100 次 transitions 的八個時間段 ，評價了單次分析中采用安捷倫 6410 三重串聯(lián)四極桿質譜對 301 種農(nóng)藥的篩選和確證 ，以獲得相應的滿足歐盟（EU）采用質譜分析實現(xiàn)明確鑒定規(guī)定的定量離子和定性離子 。本研究在檢測限 、響應速度以及色譜分離方面拓展了儀器的測試能力 。本研究系全面檢驗安捷倫三重串聯(lián)四極桿質譜在單次運行中分析食物中數(shù)百種農(nóng)藥的能力 。選擇本課題是因為這些化合物與食品的相關性 ，以及其在食品上的廣泛使用 。三重串聯(lián)四極桿質譜的檢測靈敏度很容易滿足食物中 90% 所研究農(nóng)藥的量規(guī)定 。
實驗部分樣品制備農(nóng)藥分析標準品購自 Chem Services 有限公司（費城 ，美國 ）和 Sigma Aldrich 公司（路易斯維爾 ，美國 ）。各農(nóng)藥貯備液（濃度約 1000 µg/mL）根據(jù)每個化合物的溶解性采用純乙腈或甲醇制備 ，并于 –18 oC 貯藏 。取上述母液適量 ，用乙腈和水稀釋制備工作標準溶液 。蔬菜樣品采自當?shù)厥袌?。為進行方法驗證 ，采用“空白"蔬菜提取物制備基質匹配的標準樣品 。因此 ，采用 QuEChERS 方法 [2]對兩種蔬菜（青椒和西紅柿 ）進行提取 。將農(nóng)藥標準品混合物以不同濃度加標到蔬菜提取物中（ 0.1 - 100 ng/mL 或 ppb），然后采用液相色譜-串聯(lián)質譜進行分析 。
液相色譜串聯(lián)質譜聯(lián)用儀液相色譜條件色譜柱 ： Agilent SB C18，4.6mm × 150 mm，1.8 µm（部件號 829975-902）柱溫 ： 25 oC流動相 ： 10% ACN 和 90% H2O，含 0.1% HCOOH流速 ： 0.6 mL/min梯度程序 ： 時間 0 = 10% ACN 線性升至時間 28 = 98% ACN時間 30 = 100% ACN時間 31 = 100% ACN進樣體積 ： 10 µL質譜條件模式 ： 正離子 ESI 模式的 Agilent G6410AA三重四極桿質譜霧化器 ： 40 psig干燥氣流速 ： 9 L/min毛細管電壓 ： 4000 V干燥氣溫度 ： 350 oC碎裂電壓 ： 70-120 V碰撞能量 ： 5-30 VMRM： 各化合物的兩個離子 transitions 見表 1駐留時間 ： 10 ms
結果與討論液相色譜串聯(lián)質譜聯(lián)用條件優(yōu)化初始研究包括兩方面的內(nèi)容 ：首先是優(yōu)化這 301 個化合物各自的碎裂電壓 ，以獲得相關母離子的最大信號 。通常質子化的分子可以用來作為母離子 。采用自動程序分別對每個化合物進行分析 ，考察每個電壓下的碎片豐度 。選擇產(chǎn)生最佳碎片信號的碎裂電壓 ，在程序運行中注入濃度為 10 µg/mL 的各化合物 ，測定定量和定性離子的碰撞能量 。研究中對這些化合物施加了不同的碰撞能量（5、10、15、20、25 和 30 V）。針對每種離子進行能量優(yōu)化 ，最終選擇能給出最高檢測靈敏度的電壓 。本研究中的 MRMtransitions 和這 301 種化合物均列于表 1A 和 1B。
……
MRM transitions 的駐留時間為 10 ms。記錄了色譜運行中八個不同的時間段 ，每個時間段包含大約 50 種農(nóng)藥 。為了監(jiān)測恰好在時間段交界處流出的化合物 ，有必要交疊此時流出的農(nóng)藥 。圖1 為濃度均為 100 ppb 的 301 種化合物標準品經(jīng)色譜分離的色譜圖 。根據(jù)每個質子化的分子及其 MRM transitions 子離子 ，將每個目標分析物的萃取離子色譜圖進行重疊 。
蔬菜基質樣品的分析應用為確證方法是否可適用于實際樣品的分析 ，對兩個不同基質（青椒和西紅柿 ）匹配的標準樣品進行了分析 ，并與相應純?nèi)軇藴蕵悠繁容^ ，采用六個樣品濃度（0.1、0.5、1.0、10.0、50.0 和100 ng/mL 或 ppb）。圖 2 展示了青椒基質中二嗪農(nóng)的標準曲線 。表 1A 列出了青椒基質條件下分析的 r2 值 ，還有純?nèi)軇┖臀骷t柿基質的相關數(shù)據(jù) 。各化合物在超過兩個數(shù)量級的濃度范圍內(nèi)線性關系良好 ，并且檢測靈敏度高 ，大多數(shù)化合物的線性相關系數(shù) r2 大于 0.99，其中 150 個化合物的檢測限在 1-10 pg 范圍內(nèi) ，而另 140 個化合物的檢測限在 10-100 pg 范圍內(nèi) 。有 11 個化合物離子化效果很差或色譜分離不
圖 3 展示了青椒提取物中二嗪農(nóng)的定性離子比率 ，農(nóng)藥混合物加標濃度 0.010 µg/g（柱上 100 pg）。m/z 169 的離子作為定量離子 ，m/z 153 的離子作為定性離子 ，范圍定為離子比率的±20%。如圖 3 的兩個離子曲線所示 ，由于 MRM transitions 的選擇性和儀器的檢測靈敏度 ，在這種復雜基質中 ，二嗪農(nóng)很容易被鑒定 。大體上 ，301 種農(nóng)藥的檢測限符合當前歐盟規(guī)定的相應最大殘留要求 。而且 ，使用 1.8 µm 填料色譜柱可以得到 5-10 s 峰寬的尖銳色譜峰 。因此 ，使用 10 ms 快速的駐留時間對于獲得表 1A 所列的定量結果非常重要 。最后 ，定量離子儀器的五次重復性分析的相對標準偏差（RSD）是 6%（中間 ）或者 6.7%（平均 ）。這些數(shù)據(jù)在 0.1 mg/kg 濃度水平下得到 。
結論本研究的結果顯示 ，Agilent 6410 三重四極桿是一種耐用性強 、靈敏度高并且重現(xiàn)性好的儀器 ，可用于食物如蔬菜提取物中農(nóng)藥的高通量研究 。50% 的化合物儀器的檢測限在 1-10 pg 范圍內(nèi) ，90% 的化合物在 100 pg 以下 。這些檢測限包括對于化合物鑒定非常重要的定量離子和定性離子 。由于每個時間段包含 100 次transitions，所以這些檢測限使檢測非常靈敏 ，足夠每個時間段分析約 30-40 個化合物（當方法具有良好重現(xiàn)性時 ，每個時間段最少重疊 5-10 個化合物 ）。采用 Agilent 6410 三重四極桿質譜和兩種子離子確證 ，進樣體積10 µL 時 ，對于至少 90% 的農(nóng)藥 ，檢測限 一可達到 0.010 mg/kg（ppm）。該最大殘留量是嬰兒食品量 、禁用農(nóng)藥量以及環(huán)境與食品分析科學家使用新購液相色譜串聯(lián)質譜聯(lián)用系統(tǒng)進行實際食品基質樣品檢測的一般要求 。
