复杂基质中农药残留量检测方案(液质联用仪)

Part of Thermo Fisher ScientificSCIENTIFIC ApplicationNote：CM0001 气相色谱/三重四极杆质谱TSQ Quantum GC用于复杂基质中154种农药残留量的分析 张伟国明红王勇为赛默飞世尔科技中国 关键词 ·肯定列表 ·TSQ Quantum GC 摘要：本文建立了以气相色谱/三重四极杆质谱( TSQ Quantum GC ) 的高选择反应监测技术 ( Highly Selective Reaction Monitoring， H-SRM)为基础的多种农药同时检测方，一针进样，22分钟内可对包括溴氰菊酯在内的154种农药同时进行分析。方法准确灵敏，大部分农药的检测下限可达到0.5ppb， 完全满足肯定列表及欧盟对农药残留限量的要求。 ·高选择反应检测(H-SRM) 引言：2006年日本推出了肯定列表制度，针对800种农药设置了残留限量，使农药残留分析成为当前研究的热点，目前用于农药残留分析的主要技术为气相色谱/单四杆质谱的选择离子扫描技术(SIM)I1-2]，离子阱质谱多选择反应监测技术(MRM)I3]和全扫描的计算机辅助技术I4-5]。单四极杆的选择离子技术采集的质谱信息少，选择性较差，结果存在很大的不确定性。离子阱质谱二级质谱技术为时间上的串联，因此对于多组份化合物同时分析存在扫描速度受限的问题。本文采用Thermo推出的最新一代气相色谱/三重四极杆串接质谱(TSQ Quantum GC)， 通过其高通量离子传输的性能，碰撞室零串扰技术和高选择性反应监测技术(H-SRM)，实现了一针进样对154种化合物的同时分析，整个分析过程可在在22分钟内完成，保证结果准确的同时大幅度提高了分析效率。 2 实验部分 气相色谱： TRACE GC ultra Column ： Rti-5MS (Restek)15 mx0.25 mm 1.D. df=0.25 um Injection mode ： Splitless Injection Temp ： 220 ℃； Transferline Temp ： 280℃ Oven Temp ：70℃(1 min)→25℃/min→130℃→15℃/min→160℃→5℃/min→210℃→25℃/min→290 ℃(5 min) Flow： constant flow 1.0 mL/min 质 谱： lon Source Temp ：250℃ Emission Current ： 50 pA lonization mode：E| lon volumn ： ClosedE| Analytical mode：H-SRM (High Selected Reaction Monitoring) Scan width ： 0.002 m/z Scan Time ： 0.025 sec Peak Width for H-SRM：Q1；0.4Da， Q3； 0.7Da Collision Gas Pressure ： 1.5 mTorr (Ar) 自动进样器： TriPlus Injection Volumn ： 1.5 pL Injection mode ： Hot Needle Syringe ： 80 mm 表1： Quantum GC 质谱部分的分段扫描程序 Number Pesticides RT (min ) Precursor ion Product ion CID LOD (ppb) 129 Fenoxycarb 17.12 255 186 15 1 130 Tebufenpyrad 17.16 171 156 20 10 131 Tetradifon 17.26 227 199 18 1 132 Phenothrin 17.28/36 183 153 15 0.5 133 Phosalone 17.39 182 111 15 0.5 134 Azinphos_Methyl 17.4 132 77 10 5 135 Leptophos 17.41 377 362 20 0.5 136 Pyriproxyfen 17.49 136 96 15 0.5 137 Cyhalothrin 17.59/70 197 141 10 1 138 Fenpropathrin 17.74 181 152 15 0.5 139 Fenarimol 17.69 139 111 15 0.5 140 Lamda-Cyhalothrin 17.79 195* 141* 15 1 141 Azinphos_ethyl 17.8 132* 77* 10 5 142 Pyrazophos 17.82 265* 210* 10 0.5 SGMENT 10 18.00~19.20 143 Permethrin 1-2 18.09/16 183* 168* 15 0.5 144 Coumaphos 18.19 362 226 15 0.1 145 Cyfluthrin 18.42/48/55/60 163 127 10 1 146 Cypermethrin 18.62/69/75/79 181 152 20 1 147 Perylene_D12 18.86 264 236 25 1 148 Silaflufen 18.91 286 258 10 0.1 SGMENT 11 19.20~20.00 149 Tau-fluvalinate 19.43/48 250 200 20 5 150 Fenvalerate 19.24/43 167 125 10 1 151 Difenoconazole 19.69 323 265 15 1 152 Indoxcarb 19.88 499 264 15 1 153 Deltamethrin 19.9 181 152 20 0.5 154 Dimethomorph 20.55/20.74 387 301 15 1 Means the ion be scaned in the near segment 3结果与讨论31扫描分段程序(Segment) 的建立 随着待检测项目的逐渐增多，分析方法的效率和准确度成为影响实验室检测能力的主要因素之一。TSQ Quantum GC具有高通量离子传输性能和碰撞室零串扰技术特点，本方法凭借这一特点成功实现了一次进样，22分钟之内对154种农药的准确的定性、定量分析。众所周知、使用一根毛细管色谱柱对百种以上化合物实现色谱上完全分离是非常困难的I11，本方法为了提高分析效率，缩短分析时间，使用15m的色谱柱。在此条件下，154种化合物的保留时间分布非常紧凑，在某些保留时间处，会出现3~4个化合物同时出峰的结果。这就要求质谱必须具有高通量的离子扫描功能，以保证所有化合物均能够被准确、快速检测。TSQ Quantum GC是当前具有最高通量离子传输效率的三重四极质谱，正是基于这一特点，本方法可实现对154种化合物的一次进样同时连续分析。图1为韭菜中添加浓度为1ppb农药的色谱图，从图中可以看出使用TSQ Quantum GC按照表1所列条件进行分析，获得了超高灵敏度，具有最佳的定量结果。 图1.韭菜中154种农药的SRM扫描图 3.2零串扰功能的使用 对于多组份化合物同时分析，碰撞池的离子间串扰是影响分析结果的另一主要因素。对于三重四极杆质谱在进行SRM扫描的过程中，当后一组离子进入碰撞池时，前一组离子若仍然存在，便会有产生离子串扰的可能，导致第二组离子产生错误的色谱图，当两组不同SRM事件具有相同“子”离子时这一问题会更为严重。 在进行超过百种化合物的一针进样同时检测分析时，不可避免的在一个窗口中会放入多组离子进行同时的SRM分析，如果仪器中存在交叉干扰，会导致最终的结果失去准确性。TSQ Quantum 三重四极杆质谱采用直角碰撞池设计，可有效地消除离子串扰，此设计被称为无离子串扰技沐。通过这种“无离子串扰技术”有效地消除了由仪器检测所产生假阳性的可能，从而保障了TSQ Quantum GC对154种化合物同时进行分析的准确性。 3.3高选择反应检测有效去除基质干扰 复杂基质中多组份残留物分析，排除基质干扰准确对目标化合物进行定量是另一主要难点。对于三重四极杆质谱，选择反应监测(SRM)是目标化合物定量分析中最为基本的扫描技术。然而以单位质量分辨选择母离子，往往会受到来自于生物体自身和环境基质的干扰。而高选择性反应监测(Highly-Selective Reaction Monitoring， H-SRM)通过在Q1上使用分辨增强峰，获得耐受性更强的母离子，可有效增加待测化合物分析的选择性。TSQ Quantum GC是唯一具有H-SRM功能的气相色谱/三重四极杆质谱仪。图2为使用TSQ Quantum GC对韭菜中添加1 ppb 甲基苯噻隆采用SRM(Q1，0.7FWHM)扫描和高选择H-SRM(Q1， 0.4 FWHM)扫描采集的色谱图。分析图A可以看出采用SRM扫描时，恰好在待测目标化合物(6.80 min) 处存在较大干扰，无法对目标化合物进行定量分析。图B为Q1采用0.4分辨进行H-SRM扫描得到的色谱图，从中可以看出来自基质的干扰被有效的去除，得到了理想的待测化合物色谱峰。比较A，B两图， H-SRM更为有效地去除了基质干扰，提高了方法的检测下限。图3为韭菜中添加1ppb的各种农药采用H-SRM扫描的色谱图，各化合物均获得了理想的灵敏度。 图3.韭菜中农药添加物的H-SRM色谱图 3.4实际样品分析 本方法曾对生姜、葱、韭菜和茶叶等基质非常复杂的实际样品进行分析，图4为茶叶中检出的农药图。 图4.茶叶中检出农药色谱图 4. 结论 利用TSQ Quantum GC极重四极杆质谱仪，对食品中农药同时进行残留分析。在22分钟内，凭借TSQ Quantum GC超高的离子传输效率、通过设定多个时间段(Segment)和扫描通道可一针进样同时分析154种农药成分。通过TSQ QuantumGC 的高选择反应监测扫描(H-SRM)，可有效去除质干扰，与离子阱和单四极质谱相比，更为有效地排除假阳性，进一步地保证定量和定性的准确性。本方法具有较高灵敏度，部分农药在复杂基质中的检测下限可达到0.5 ppb，可完全满足肯定列表等国际法规对检测的要求。 ( [1] Zhang WG， Xiao GC， Cai HX， An Q ， Li CJ. Rapid Commun Mass Spectrom. 2006；20： 609. ) ( [2] Hu， X.Z.， Chu， X.G.， Yu， J.X.，Zhang， Y.B.， Yan， Z.G.， Ni， L.S.， L i n， Y.E.， W ang， P.， Li， J.， H uang， X.J. AOAC Int. 87 972-985. ) ( [3] Sheridan R.S， Meola J.R. J . AOAC I nt. 82 982-990. ) ( [4]Dagan， S . J Chromatogr A .2000， 8 68229. ) ( [5] Zhang WG， L i P， Li CJ. Rapid Commun Mass Spectrom. 2006；20： 1 5 63. ) In addition to these 来自全球范围的服务与支持为您提供实验室解决方案 offices. Thermo FisherScientific maintainsa network of represen-tative organizations 在您的仪器使用周期内出现问题，请与我们的专家联系。我们的服务体系通过在世界范围的培训出资深和具有认可资格工程师所形成的网络体系来延伸扩展它的服务支持范围和能力，这些工程师是在实验室技术和应用领域的专家。我们的专家团队在以下领域为您服务：从系统安装，培训和技术支持，到完成资产管理和调整咨询执行。通过我们的生产支持服务来提高您的生产力、降低仪器使用成本。最大化的延长仪器运行工作时间同时减少那些意料之外的维修和维护的不可控成本。当您需要升级增强您的系统，我们会提供给您有资质认可质量的零件、一系列附件和消耗品来满足您的需求。如果要了解我们更多的产品和更详详的服务支持，请浏览我们的网站： www.thermo.com throughout the world. 赛默飞世尔科技 上海 上海浦东新金桥路27号6号楼 电话：86-21-68654588 传真：86-21-64457830 北京 北京市东城区安定门东大街28号雍和大厦西楼702-715室电话：86-10-84193588 传真：86-10-8419 3589 广州 广州东风中路410-412号 健力宝大厦3003-3004室电话：86-20-83487138传真：86-20-83486621 服务热线：8008105118 4006505118 vww.thermo.com ofisher.com View additional Thermo Scientific LC/MS application notes at： www.thermo.com/appnotes Thermo 以气相色谱/三重四级杆质谱高级反应监测技术为基础的多种农药同时监测方法，使用15cm的色谱柱，一针进样，方法准确灵敏，大部分农药的监测检测下限可达到0.5ppb，完全满足欧盟对农药残留限量的要求。