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氣質(zhì)聯(lián)用儀定量和重復(fù)性分析種植作物中的痕量農(nóng)殘
閱讀：578 發(fā)布時(shí)間：2022-9-14前言：水果、蔬菜和其他食品的多組分農(nóng)殘分析在樣品制備和分析測定上一直具有相當(dāng)?shù)奶魬?zhàn)性。很多農(nóng)殘的定量限都要求低于 10 ng/mL（ppb），這無疑會使分析過程更加復(fù)雜。與應(yīng)用廣泛的 GC/MS 分析技術(shù)相比，GC/MS/MS 技術(shù)能提供更高的選擇性，因而可以顯著降低系統(tǒng)的檢出限。安捷倫 7890/7000 GC/MS 三重四級桿（GC/QQQ）分析儀可以提供包含超過 1000 種農(nóng)殘和環(huán)境污染物的 MRM 數(shù)據(jù)庫（p/n G9250AA），可以對復(fù)雜基質(zhì)中目標(biāo)農(nóng)殘進(jìn)行分析，從而簡化分析過程、提高分析效率。QuEChERS 樣品制備技術(shù)于 2003 年被 USDA 的科學(xué)家應(yīng)用到食品農(nóng)殘分析領(lǐng)域[1]。因其快速、簡單、經(jīng)濟(jì)、高效、穩(wěn)定和安全的特性，該技術(shù)迅速接受并用于多組分農(nóng)殘分析。QuEChERS 萃取液可以通過 LC 和 GC 結(jié)合 MS 分析，實(shí)現(xiàn)寬范圍的農(nóng)殘測定。對不同食品基質(zhì)中常用農(nóng)殘成分的分析應(yīng)用證明安捷倫 QuEChERS 萃取試劑盒和分散型 SPE 凈化試劑盒在樣品處理方面擁有優(yōu)異的回收率 [2、3]。然而，通過QuEChERS 方法提取的食物萃取液組分仍舊十分復(fù)雜，其中還包含了很多高沸點(diǎn)的基質(zhì)本體殘留物。
用于 GC/MS氣質(zhì)聯(lián)用儀 分析的 QuEChERS 萃取液會污染并損壞 GC 色譜柱和 MS 離子源，糟糕的峰形和活性組分響應(yīng)的損失會導(dǎo)致非常不理想的數(shù)據(jù)結(jié)果，還會縮短色譜分析柱的壽命，增加質(zhì)譜維護(hù)成本。因此，為了獲得可靠的結(jié)果，并保護(hù)色譜分析柱和質(zhì)譜的離子源，使用儀器和消耗品是非常有必要的。色譜柱的反吹功能能夠?yàn)槭称份腿∫旱姆治鰩砗芏嗪锰帲摴δ芸娠@著縮短分析周期，降低色譜柱頭切割和質(zhì)譜離子源清洗的頻率 [4]。安捷倫的微板流路控制技術(shù)（CFT）使色譜柱的反吹成為常規(guī)操作 [5、6]。安捷倫新的超高惰性去活化技術(shù)顯著提高了玻璃棉襯管的惰性和耐用性。玻璃棉表面被*去活化。裝有玻璃棉的超高惰性不分流襯管在對水果和蔬菜中的活性物質(zhì)和難分析物質(zhì)的定量分析方面表現(xiàn)出了惰性。裝有玻璃棉的超高惰性襯管同樣還能更好地保護(hù)樣品流路，延長色譜柱的壽命，減少質(zhì)譜離子源的維護(hù)頻率 [7]。
實(shí)驗(yàn)選擇了 33 種有挑戰(zhàn)的代表性農(nóng)殘，對 6 種種植作物基質(zhì)進(jìn)行痕量加標(biāo)分析。在作物的空白基質(zhì)中加入農(nóng)殘標(biāo)準(zhǔn)液，用 QuEChERSAOAC 方法進(jìn)行萃取 [1-3]，然后使用 GC/MS/MS 在多反應(yīng)監(jiān)測（MRM）模式下對萃取液進(jìn)行分析。對校準(zhǔn)曲線 1-100 ng/mL 的濃度范圍進(jìn)行線性評估。10 ng/mL 的質(zhì)控（QC）樣品用于測試分析重復(fù)性。并使用四根襯管進(jìn)行襯管間重現(xiàn)性測試?；瘜W(xué)品和試劑所有試劑和溶劑均為 HPLC 級或者分析純級。乙腈（AcN）來自于Honeywell B&J（Muskegon, MI, USA）。Ultra Resi-analyzed 級丙酮來自 J.T.Baker（Phillipsburg, NJ, USA）。乙酸來自 SigmaAldrich（St Louis, MO, USA）。農(nóng)殘標(biāo)準(zhǔn)品和內(nèi)標(biāo)物（磷酸三苯酯，TPP）購自 SigmaAldrich（St Louis, MO, USA），ChemService（West Chester, PA, USA）或者 Ultra Scientific（NorthKingstown, RI, USA）。
溶液與標(biāo)液向 100 mL 乙腈中加入 1 mL 冰醋酸制成含 1% 乙酸的乙腈試劑空白溶液，該溶液也在 QuEChERS 法中作為萃取溶劑。農(nóng)殘各組分標(biāo)準(zhǔn)貯備液以丙酮為溶劑，濃度為 2 mg/mL，-20 °C存放。將 33 種農(nóng)殘的標(biāo)準(zhǔn)貯備液用丙酮進(jìn)行稀釋，配成濃度均為20 µg/mL 的混合標(biāo)液，4 °C 存放。為了減少校準(zhǔn)標(biāo)液中基質(zhì)的稀釋倍數(shù)，臨用時(shí)，以 20 µg/mL 的混標(biāo)為基礎(chǔ)，在基質(zhì)空白溶液中配制濃度為 500 ng/mL 的加標(biāo)中間液，隨后配制成濃度分別為1、5、10、50 和 100 ng/mL 的基質(zhì)匹配校準(zhǔn)標(biāo)液和 10 ng/mL 的質(zhì)控（QC）標(biāo)液。以丙酮為溶劑配制濃度為 2 mg/mL 的磷酸三苯酯（TPP）內(nèi)標(biāo)（IS）儲備液。將 IS 貯備液用乙腈稀釋配制成 20 µg/mL 的 IS加標(biāo)液，并于 4 °C 冷藏保存。向所有樣品中加入適量體積的 IS加標(biāo)液，使其濃度為 100 ng/mL?；|(zhì)空白制備本報(bào)告選擇面粉、草莓、梨、橙子、辣椒和菠菜這 6 種食品作為基質(zhì)樣品。詳細(xì)的萃取過程在安捷倫應(yīng)用報(bào)告中有所描述 [2、3]。水果和蔬菜經(jīng)冷凍切碎后，進(jìn)行*勻漿。隨后，用 15 mL 含 1%乙酸的乙腈對 15 g 混勻的樣品（除面粉外）進(jìn)行萃取，再加入BondElut QuEChERS AOAC 萃取鹽試劑包（p/n 5982-5755）使基質(zhì)組分分離進(jìn)入到水相。對于面粉，在 10 mL 水中加入 5 g 混勻的樣品，浸泡過夜，依照 QuEChERS 過程進(jìn)行萃取。離心后，取出上清液，并使用通用分散型 SPE 試劑盒（p/n 5982-5022）進(jìn)行樣品凈化。渦旋和離心后，將上清液轉(zhuǎn)移到樣品瓶中作為基質(zhì)空白進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。所有食品的基質(zhì)空白都置于 4 °C 冷藏保存
儀器所有的分析進(jìn)程均由配備了安捷倫 7693B 自動(dòng)進(jìn)樣器的安捷倫7890 GC 和 7000 系列 GC/MS 三重四級桿系統(tǒng)完成 [7]。使用安捷倫超高惰性氣相色譜柱 HP5MS UI 對組分進(jìn)行分離，并在進(jìn)入檢測器前提供高惰性的樣品流路。表 1 列出了本報(bào)告所用的儀器參數(shù)。表 2 列出了本報(bào)告所用的耗材列表。表 3 列出了 33 種目標(biāo)化合物的 MRM 設(shè)置。直接使用安捷倫 MRM 數(shù)據(jù)庫（p/nG9250AA）建立目標(biāo)物的 MS 采集方法。使用反吹功能可以縮短高沸點(diǎn)基質(zhì)殘留樣品的分析時(shí)間，降低系統(tǒng)的維護(hù)頻率 [2、4]。本報(bào)告中的儀器配置除無保留間隙柱外，其他均與安捷倫先前報(bào)告中圖 1B 的配置相似 [4]。采用保留時(shí)間鎖定（RTL）功能無需對 MRM 離子對的保留時(shí)間進(jìn)行再校正[6]。運(yùn)行時(shí)間為 23 min，附加反吹時(shí)間為 2 min。每種農(nóng)殘都選用兩個(gè) MRM 躍遷來進(jìn)行定量和定性分析。然而，為減小基質(zhì)效應(yīng)，對不同的基質(zhì)需要選擇不同的躍遷進(jìn)行定量分析。因此，針對某一基質(zhì)設(shè)定定量方法前對該基質(zhì)的分析數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)審查是非常關(guān)鍵的。
結(jié)果和討論該報(bào)告的目的是為了評估使用 GC/MS/MS 對 6 種不同基質(zhì)（梨、橙子、草莓、面粉、辣椒和菠菜）中的代表性農(nóng)殘進(jìn)行痕量分析的性能。填充了高效去活化玻璃棉的安捷倫超高惰性襯管在分析過程中表現(xiàn)出了惰性，同時(shí)也有效地保護(hù)了色譜柱和質(zhì)譜離子源，使農(nóng)殘樣品，特別是活性非常高的農(nóng)殘樣品獲得了更好的峰形和更一致的響應(yīng) [7]。本報(bào)告同時(shí)還對超高惰性玻璃棉襯管和 SiltekCyclosplitter 襯管的峰形和響應(yīng)重復(fù)性進(jìn)行了比較。本報(bào)告評估的系統(tǒng)性能包括：1 到 100 ng/mL 范圍內(nèi)的線性；定量限（LOQ）；10 ng/mL 的進(jìn)樣重復(fù)性和不同襯管間的重現(xiàn)性。所有指標(biāo)均在 6 種食品基質(zhì)上完成。有關(guān)基質(zhì)對系統(tǒng)穩(wěn)定性的干擾和影響等基質(zhì)效應(yīng)也是本報(bào)告的研究內(nèi)容之一。某些農(nóng)殘?jiān)诓煌|(zhì)中響應(yīng)一致，但大多數(shù)農(nóng)殘由于基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng)或者基質(zhì)抑制效應(yīng)，在不同的基質(zhì)中具有不同的響應(yīng)。因此，為使定量結(jié)果準(zhǔn)確，很有必要采用基質(zhì)匹配的校準(zhǔn)曲線。測試序列包括不同基質(zhì)中濃度為 10 ng/mL 的 QC 樣品各 10 次進(jìn)樣，順序依次為橙子、梨、草莓、面粉、辣椒和菠菜；還包括校準(zhǔn)標(biāo)樣和基質(zhì)空白。每根測試襯管在一個(gè)序列中都需注射 80 多個(gè)樣品。因?yàn)檠鮤ua樂果受基質(zhì)抑制作用明顯，所以該分析物是挑戰(zhàn)性的農(nóng)殘之一，在圖 1 中可作為驗(yàn)證超高惰性玻璃棉襯管*性的代表物質(zhì)。
……
結(jié)論利用 GC/MS 或者 GC/MS/MS 進(jìn)行食品基質(zhì)中的多農(nóng)殘分析一直是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的工作。不同基質(zhì)對不同的分析物質(zhì)，尤其像DDT 和乙酰jia胺磷這樣的活性物質(zhì)表現(xiàn)出的影響也不盡相同?；|(zhì)會干擾定量結(jié)果，降低響應(yīng)（導(dǎo)致高定量限）和/或扭曲峰形。因此，采用基質(zhì)匹配的校準(zhǔn)曲線對獲得準(zhǔn)確而可靠的定量結(jié)果至關(guān)重要。圖 8 所示為不同基質(zhì) 10 次進(jìn)樣的重復(fù)性結(jié)果（響應(yīng)系數(shù) %RSD）比較。反吹和安捷倫超高惰性玻璃棉襯管可有效保護(hù)整個(gè)系統(tǒng)，改善系統(tǒng)的耐受性。而對于復(fù)雜難分析的食品基質(zhì)如菠菜，在進(jìn)行多組分殘留分析時(shí)，需要對活性物質(zhì)如 DDT 在峰形和重復(fù)性上給予更多的關(guān)注。此報(bào)告使用氣質(zhì)對 6 種不同種植作物基質(zhì)中的 33 種代表性農(nóng)殘組分進(jìn)行了測定，結(jié)果表明，對于大多數(shù)農(nóng)殘來說，定量限（LOQ）可達(dá) 1 ng/mL 甚至更低，從 LOQ 到 100 ppb 間的線性良好，10 ng/mL 農(nóng)殘基質(zhì)加標(biāo)液的重復(fù)性結(jié)果令人滿意。而在某些基質(zhì)中，甲萘威和溴氰菊酯的 LOQ 無法達(dá)到 1 ng/mL。在報(bào)告所涉及的所有食品基質(zhì)中，大多數(shù)農(nóng)殘均表現(xiàn)出了線性（R2 > 0.99）和重復(fù)性（%RSD < 15%）。