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采用液相色譜/三重四極桿質(zhì)譜對(duì)食物樣品中的301 種農(nóng)藥進(jìn)行多殘留分析
閱讀：528 發(fā)布時(shí)間：2023-3-23摘要采用安捷倫 G6410A 三重四極桿質(zhì)譜開(kāi)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(guò)該方法被鑒定出來(lái) ，蔬菜基質(zhì)樣品的分析檢測(cè)限（LOD）為 0.01 mg/kg（ppm）或更低 ，該檢測(cè)限符合嬰兒食品和禁用物質(zhì)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(gè)時(shí)間段 99 次的監(jiān)測(cè)速度下 ，使用每種化合物的定量和確認(rèn)離子 ，在單次分析中即可達(dá)到上述濃度 。利用不同類型的蔬菜（西紅柿和青椒 ）對(duì)該方法的分析性能進(jìn)行評(píng)價(jià) ，發(fā)現(xiàn)基質(zhì)效應(yīng)很小或幾乎沒(méi)有 。所有化合物的響應(yīng)值在 2 個(gè)數(shù)量級(jí)范圍內(nèi)線性關(guān)系良好（r2 > 0.99）。
前言當(dāng)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(hù)消費(fèi)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(zhì)量控制的一部分 ，尤其是水果和蔬菜 ，必須對(duì)其最大殘留量濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè) ；因此 ，食物質(zhì)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(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)百種農(nóng)藥的要求 ，對(duì)于色譜和質(zhì)譜分析來(lái)說(shuō)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(gè)時(shí)間段可進(jìn)行 100 次 transitions 的八個(gè)時(shí)間段 ，評(píng)價(jià)了單次分析中采用安捷倫 6410 三重串聯(lián)四極桿質(zhì)譜對(duì) 301 種農(nóng)藥的篩選和確證 ，以獲得相應(yīng)的滿足歐盟（EU）采用質(zhì)譜分析實(shí)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(cè)限 、響應(yīng)速度以及色譜分離方面拓展了儀器的測(cè)試能力 。本研究系全面檢驗(yàn)安捷倫三重串聯(lián)四極桿質(zhì)譜在單次運(yùn)行中分析食物中數(shù)百種農(nóng)藥的能力 。選擇本課題是因?yàn)檫@些化合物與食品的相關(guān)性 ，以及其在食品上的廣泛使用 。三重串聯(lián)四極桿質(zhì)譜的檢測(cè)靈敏度很容易滿足食物中 90% 所研究農(nóng)藥的量規(guī)定 。
實(shí)驗(yàn)部分樣品制備農(nóng)藥分析標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)自 Chem Services 有限公司（費(fèi)城 ，美國(guó) ）和 Sigma Aldrich 公司（路易斯維爾 ，美國(guó) ）。各農(nóng)藥貯備液（濃度約 1000 µg/mL）根據(jù)每個(gè)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(biāo)準(zhǔn)溶液 。蔬菜樣品采自當(dāng)?shù)厥袌?chǎng) 。為進(jìn)行方法驗(yàn)證 ，采用“空白"蔬菜提取物制備基質(zhì)匹配的標(biāo)準(zhǔn)樣品 。因此 ，采用 QuEChERS 方法 [2]對(duì)兩種蔬菜（青椒和西紅柿 ）進(jìn)行提取 。將農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品混合物以不同濃度加標(biāo)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(zhì)譜進(jìn)行分析 。
液相色譜串聯(lián)質(zhì)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(hào) 829975-902）柱溫 ： 25 oC流動(dòng)相 ： 10% ACN 和 90% H2O，含 0.1% HCOOH流速 ： 0.6 mL/min梯度程序 ： 時(shí)間 0 = 10% ACN 線性升至?xí)r間 28 = 98% ACN時(shí)間 30 = 100% ACN時(shí)間 31 = 100% ACN進(jìn)樣體積 ： 10 µL質(zhì)譜條件模式 ： 正離子 ESI 模式的 Agilent G6410AA三重四極桿質(zhì)譜霧化器 ： 40 psig干燥氣流速 ： 9 L/min毛細(xì)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(gè)離子 transitions 見(jiàn)表 1駐留時(shí)間 ： 10 ms
結(jié)果與討論液相色譜串聯(lián)質(zhì)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(gè)化合物各自的碎裂電壓 ，以獲得相關(guān)母離子的最大信號(hào) 。通常質(zhì)子化的分子可以用來(lái)作為母離子 。采用自動(dòng)程序分別對(duì)每個(gè)化合物進(jìn)行分析 ，考察每個(gè)電壓下的碎片豐度 。選擇產(chǎn)生最佳碎片信號(hào)的碎裂電壓 ，在程序運(yùn)行中注入濃度為 10 µg/mL 的各化合物 ，測(cè)定定量和定性離子的碰撞能量 。研究中對(duì)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(duì)每種離子進(jìn)行能量?jī)?yōu)化 ，最終選擇能給出最高檢測(cè)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(shí)間為 10 ms。記錄了色譜運(yùn)行中八個(gè)不同的時(shí)間段 ，每個(gè)時(shí)間段包含大約 50 種農(nóng)藥 。為了監(jiān)測(cè)恰好在時(shí)間段交界處流出的化合物 ，有必要交疊此時(shí)流出的農(nóng)藥 。圖1 為濃度均為 100 ppb 的 301 種化合物標(biāo)準(zhǔn)品經(jīng)色譜分離的色譜圖 。根據(jù)每個(gè)質(zhì)子化的分子及其 MRM transitions 子離子 ，將每個(gè)目標(biāo)分析物的萃取離子色譜圖進(jìn)行重疊 。
蔬菜基質(zhì)樣品的分析應(yīng)用為確證方法是否可適用于實(shí)際樣品的分析 ，對(duì)兩個(gè)不同基質(zhì)（青椒和西紅柿 ）匹配的標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行了分析 ，并與相應(yīng)純?nèi)軇?biāo)準(zhǔn)樣品比較 ，采用六個(gè)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(zhì)中二嗪農(nóng)的標(biāo)準(zhǔn)曲線 。表 1A 列出了青椒基質(zhì)條件下分析的 r2 值 ，還有純?nèi)軇┖臀骷t柿基質(zhì)的相關(guān)數(shù)據(jù) 。各化合物在超過(guò)兩個(gè)數(shù)量級(jí)的濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好 ，并且檢測(cè)靈敏度高 ，大多數(shù)化合物的線性相關(guān)系數(shù) r2 大于 0.99，其中 150 個(gè)化合物的檢測(cè)限在 1-10 pg 范圍內(nèi) ，而另 140 個(gè)化合物的檢測(cè)限在 10-100 pg 范圍內(nèi) 。有 11 個(gè)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(biāo)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(gè)離子曲線所示 ，由于 MRM transitions 的選擇性和儀器的檢測(cè)靈敏度 ，在這種復(fù)雜基質(zhì)中 ，二嗪農(nóng)很容易被鑒定 。大體上 ，301 種農(nóng)藥的檢測(cè)限符合當(dāng)前歐盟規(guī)定的相應(yīng)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(shí)間對(duì)于獲得表 1A 所列的定量結(jié)果非常重要 。最后 ，定量離子儀器的五次重復(fù)性分析的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)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(jié)論本研究的結(jié)果顯示 ，Agilent 6410 三重四極桿是一種耐用性強(qiáng) 、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(cè)限在 1-10 pg 范圍內(nèi) ，90% 的化合物在 100 pg 以下 。這些檢測(cè)限包括對(duì)于化合物鑒定非常重要的定量離子和定性離子 。由于每個(gè)時(shí)間段包含 100 次transitions，所以這些檢測(cè)限使檢測(cè)非常靈敏 ，足夠每個(gè)時(shí)間段分析約 30-40 個(gè)化合物（當(dāng)方法具有良好重現(xiàn)性時(shí) ，每個(gè)時(shí)間段最少重疊 5-10 個(gè)化合物 ）。采用 Agilent 6410 三重四極桿質(zhì)譜和兩種子離子確證 ，進(jìn)樣體積10 µL 時(shí) ，對(duì)于至少 90% 的農(nóng)藥 ，檢測(cè)限 一可達(dá)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(xué)家使用新購(gòu)液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際食品基質(zhì)樣品檢測(cè)的一般要求 。