果蔬中农药残留检测方案(二手分析仪器)

胡萝卜提取液 A Philip L. Wylie and Chin-Kai Meng Agilent Technologies， Inc. 2850 Centerville Rd. USA 安捷伦三重串联四极杆 GC/MS/MS分析175种农药残留 应用食品安全 摘要 本文介绍了用安捷伦的7890A/7000A GC/MS/MS， 采用多反应监测模式 (MRM)分析175种常用农药残留的方法。使用这个分析方法分析了大量蔬菜、水果样品，同时我们用单四极杆 GC/MS (GC/Q)也做了同样的样品以便进行数据的比较。GC/Q 运用选择离子检测(SIM)和全扫描方式。全扫描方式测定结果运用安捷伦的解卷积报告软件(DRS) 及 RTL 农药及内分泌干扰物数据库进行评价。GC/Q配置有多模式进样口，采用不分流 (splitless) 模式，进样量为5pL。相同的样品， GC/QQQ的进样量为1pL。分析发现 GC/QQQ的灵敏度和选择性比 GC/Q 的任何模式都高，主要是由于它受萃取液基质干扰少得多。然而， GC/QQQ 在MRM模式下只能对目标化合物进行分析，所以仍然需要 GC/Q 方法和 DRS 软件对900种以上的农药和其它污染物进行筛选。 农残检测是一项很复杂的任务。需要对各种各样的农作物基质中几十种甚至几百种化合物进行检测。样品的提取技术，如QuEChERS方法(见1-3)， 其提取液中仍然存在大量基质，如果增加净化步骤，在去除干扰化合物的同时，又存在更多需要检测农药丢失的风险。很多农残的检测限在 10 pg/KG (10 ppb)或更低。所以需要更可靠的分析手段进行分析。 对于适合 GC分析的农药，很多实验室采用两种辅助技术进行筛选和确认。对于浓度范围为5-100 ppb的农药， 使用GC/单四极(GC/Q) 全扫描方式和 DRS 以及 RTL 农药及内分泌干扰物数据库(4-6)进行大范围的筛选，依据基质和进样体积的不同，大多数农药的检出限为5-100 ppb。对于很多复杂基质中目标农药的分析，安捷伦7890A/7000A GC 三重四极杆(GC/QQQ)要优越得多。 本文比较了三种质谱分析技术对多种农作物中农药残留的分析。加标和未加标样品中的农药用 GC/Q选择离子检测(SIM) 和全扫描加DRS 进行分析。同样的样品用 GC/QQQ 运用多反应监测(MRM)模式对175种农药进行分析。这样做可以对 GC/Q和GC/QQQ分析不同农作物基质中低含量农药的检出情况进行比较。 实验 样品 加标与未加标新鲜样品提取液由食品与药物管理部门(U.S.FDA，CFSAN， College Park， MD)和美国农业局(USDA ARS， ERRC，Wyndmoor， PA)提供。样品通过 QuEChERS[1-3]方法提取并且经石墨化碳黑净化。最终的甲苯液含4.5克样品/毫升。USDA提供的样品依照 QuEChERS方法萃取。每毫升乙腈含1克样品。 仪器 实验用 GC/Q和 GC/QQQ条件参数在表1和2中列出。 表1.GC/Q仪器分析条件 表1.GC/Q仪器及分析条件(续) 保留时间锁定 甲基毒死蜱锁定于 8.298 min A 图1A. 用于 scan 和 SIM 的GC/MS配置有 a)多模式进样口， b) 2 mx 0.25 mm 去活化保护柱， c) 柱接头，d)15m×0.25X0.25 um Agilent J&W HP-5ms UI柱， e)双路可吹扫分流器，其中一路密封， f) 气流控制模块(PCM)控制氦气吹扫流量， g) 80 cm×0.15 mm 去活化限流柱 图1B.GGC/QQQ 使用 MRM分析。配置有a)分流、不分流进样口， b) 2 m x0.25 mm 去活化保护柱， c) 柱接头 d) 15mx0.25×0.25 pm Agilent J&W HP-5ms UI柱子， e)可吹扫柱接头， f)氦吹扫流量， g) 65 cm ×0.15 mm去活化限流柱。 MRM 方法 这个多反应监测方法可以对175种常用农药进行分析。每种化合物使用两个 transitions 检测，并且优化了各自的碰撞电压。 表3. 175种农药 transitions 的目标离子与定性离子 定量转换 定量转换 定量转换 定量转换 定量转换 定量转换 带有农残的胡萝卜提取液通过 GC/Q做全扫描和 SIM检测。通过安捷伦新的多模式进样口每次进样5微升，用不分流模式进样SIM 方式要检测170多个化合物，每个方法大约检测60个农药，每个化合物监测4个离子。Scan 方式自动运用 DRS软件及927个化合物 RTL农药及内分泌干扰物数据库处理。 同样的胡萝卜样品在7890A/ 7000A GC/QQQ系统运用 MRM 按表3所列的参数进行检测。胡萝卜提取液中170种农药的标准曲线已经准备好了，共计11个点，浓度从3.33 pg/kg (ppb)至6670 pg/kg。表4列出分析结果。 表4. 显示胡萝卜汁中的农残检测结果，分别由GC/MS全扫描加 DRS分析、SIM 方式采集和GC/QQQ 加MRM 方式检测。。(其中X表示该化合物被检测到)。 GC/Q GC/Q00a 5uL(多模式进样口) 1pL 冷不分流 冷不分流 热分流/不分 杀虫剂 scan+DRS SIM 流进样口 二氯苯甲酰胺 0.38 五氯苯 0.75 氟乐灵 2.3 七氟菊酯 0.53 4，4'-二氯苯甲酮 1.2b 毒死蜱 24.7 o，p'-DDE 3.7 p，p'-DDE X X 240 o，p'-DDD 9 p.p'-DDD X o，p'-DDT X p.p'-DDT X X Sum= 45 130 喹螨醚 X 非方法内 非方法内 a.化合物的真实浓度是由计算值乘以浓缩因子，因为鲜胡萝鲜样品中的含量为 4，5 g/mL汁 b.报告结果低于校正表最低级别点 单四极杆的方法没有进行定量，所以表4中仅仅标注该化合物是否通过 DRS 或手动在 SIM 数据中检出(检出者标记X)。由于三重四极杆方法有校正表，所以对每种农药做了定量分析。该定量报告是在萃取液中做的。由于样品进行了浓缩，浓缩因子为4.5：1(4.5克胡萝卜浓缩至1.0mL萃取液)，所以鲜胡萝卜样品的实际浓度是经过这个因子计算而降低了。 全扫描方法运用了 DRS软件，数据库中有927种化合物。SIM和 MRM 中仅仅限于175个目标化合物。表3中 DRS 检测到fenazaquin， SIM 和MRM 当中不包含这个农药。这也证明GC/MS 运用 DRS 作为 GC/MS/MS目标化合物检测的筛选手段是必要的。 无论胡萝卜汁浓度如何， GC/Q0Q 检测出三个浓度低于1 ppb(ug/kg)的化合物，三个浓度远远低于5 ppb 的化合物。校正曲线中最低级别的浓度是 3.33 ppb，因此报告中计算出的含量是外推的。优化的 p，p'-DDD 和o，p'-DDT 的 MRM transitions 相同。由于色谱分离不好，所以两个化合物计算总量。 图2显示，在胡萝卜样品全扫描数据中提取 p，p'-DDE的定量离子(m/z 246)时，必须先经过去卷积才能得到好的峰形。去卷积之后(图2B)化学工作站积分尚可。图 2C 显示同一样品用 GC/MSSIM 检测的 EIC (m/z 246)图。信噪比大约10倍于前者。 不难看出 GC/QQQ 在分析目标化合物中的优势。在这个仪器上将胡萝卜汁1pL进样给出很干净的 MRM色谱峰(图2D)。比GC/Q SIM 5 pL进样(信噪比375)给出更好的信噪比(434)(图2C)。 B D 1.5- 246.0→176.1 采集时间(分钟) 图2. A) p.p-DDE定量离子 (m/z 246) 由 scan 色谱提取，加农药的胡萝卜汁5pL冷不分流进样。B)与A相同但是经过解卷积。C) p.p-DDE定量离子 (m/z 246)由 SIM 方式获得。加农药的胡萝卜汁5pL冷不分流进样。D) GC/MS/MS 分析中定量与定性 transition(分别是246.0和176.1与246.0和175.1)，相同样品1 ul热不分流进样。提取离子的PK-PK 信噪比和定量 transition 显示在图中。D 中两个 transition 离子的比例为23.8。确认检出 p.p-DDE. 各种基质中 GC/MS SIM 与 GC/MS/MS MRM 比较 图3比较了各种基质中10 ppb p.p'-DDE 用 GC/MS SIM 和GC/MS/MS MRM 分别检测的结果。左侧是 SIM m/z 246 的EIC，基质分别是苹果、甘蓝、人参、柑橘和菠菜，可以看到基质 的干扰情况逐渐增强。右侧是 GC/MS/MS 检测 p.p'-DDE的transition 与之对照。用于定量的 transition246.0与176.1的信噪比非常大，预示可以在低于 ppb 的水平上检测 p.p'-DDE 图3.对照5种基质中 10ppb (10pg/kg) p.p'-DDE 用 GC/MS SIM 和GC/MS/MS MRM分别检测的结果对照。左侧是SIM m/z 246 的EIC， 基质干扰越来越多。右侧是 GC/MS/MS 检测与之对照。在定量 transition中(246.0与176.1和246.0与175.1) p.p'-DDE的峰非常干净， PK-PK信噪比从241至448，进样量只有1pL 三种技术都检出了番茄汁中的1 ppm 百菌清。可是只有 GC/QQQ检测到五氯苯腈，它是百菌清的代谢物，浓度只有9.3 ppb。图4显示 3.3 ppb 至6670 ppb 的五氯苯腈校正曲线。 反吹柱子 标准方法中分析较脏的样品需要经常更换衬管和截短柱子。另外，累积在衬管和柱子中的基质污染物还会造成色谱退化，时间长了会污染到离子源，于是需要清洗离子源。这个问题更困扰着GC/QQQ， 因为 QQQ当中会很少看到基质，导致忽略对仪器的维护，直到离子源严重污染(有时甚至是第一级四极杆)需要清洗的时候才会察觉。 安捷伦7000A系列质谱使用与5975C同样的惰性离子源和石英镀金四极杆。可以分别加热至350°℃和200°℃。即使每次进样含有高沸点基质化合物也很少需要清洗。 防止色谱退化、减少离子源清洗次数最好的方法是每次运行之后反吹柱子。构造如图1所示。所谓反吹即是在样品运行结束之后，用3-5分钟时间把毛细管流量装置(双路分流器或带吹扫柱接头)的压力加大，同时减小柱头压。这个反方向的气流在高温下把高沸点的基质化合物从进样口的分流出口排放出去。 在完成这个工作时，大约100次1 pL进样至 GC/QQQ系统，柱子和 MS没有出现任何问题。将近300次 GC/Q进样后，分析柱和进样口都需要维护，在双路分流器存在的情况下，这些操作无需放空质谱仪。 结论 安捷伦的7890A/7000A三重串联四极杆质谱系统对于目标农药分析是高灵敏度并且稳定的。它比单四极杆方法受基质干扰少得多。因而更容易达到当今立法在低 ppb 水平对农药残留定量的检测需求。很多案例中 GC/QQQ 1 pL 进样比 GC/Q 5 pL 进样效果还要好。然而，还需要有查找上百个农药的筛选方法。为此，我们推荐安捷伦新的多模式进样口进行大体积进样。在 GC/Q 全扫描模式数据分析运用 DRS 软件及900余种农药及内分泌干扰物数据库。通过 GC/MS 加 DRS 从 900 余污染物中筛选，然后用GC/QQQ对娄数目标化合物定量，这二者结合是最好的分析超痕量农残的方法。二者都要具备反吹功能，特别是在分析类似于食品这样复杂基质样品的时候。 图4. A) MRM transitions 检测到番茄基质中9.3 ppb五氯苯腈B)五氯苯腈的标准曲线， 从3.33 ppb-6670 ppb，二次曲线拟合>0.999 参考文献 感谢 ( 1. M. Anastassiades， S. J. Lehotay， D. Stajnbaher， and F. J . Schenck， J AOAC Int， 86 ( 2 003) 412. ) ( 2. S.J. Lehotay， A. de Kok， M. Hiemstra， and P. Bodegraven，J A0AC Int， 88 (2005) 595. ) 作者感谢 Dr. Jon Wong of the U.S. Food and Drug Administration(College Park， MD， USA) and Dr. Steven Lehotay of the U.S.Department of Agriculture (ARS，ERRC， Wyndmoor， PA， USA) 提供大量标样和食品基基。 ( 3. QuEChERS Web site，http：//www.quechers.com ) ( 4. M.Mezcua， M. A. Martinez-Uroz， P. L. Wylie， and A. R.Fernandez-Alba， "Simultaneous screening and targetanalytical approach by GC-q-MS for pesticide residues infruits and vegetables，" Accepted for publication by J.AOAC Int. ) 更多信息 如需要更多关于产品和服务的信息，请登录我们的网站www.agilent.com/chem/cn. ( 5. 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Wylie， "Direct Injection of Fish Oil for the GC-ECDAnalysis of PCBs： Results Using a Deans Switch withBackflushing，" Agilent Technologies publication 5989-6095EN. www.agilent.com/chem/cn 安捷伦对于本文中的错误或与设备、性能或本品的使用有关的意外损坏或由此造成的损坏概不负责。 本出版物的信息、说明和技术指标如有变更，恕不另行通知。 @安捷伦科技公司版权所有，2009 中国印刷 2009年2月25日 5990-3578CHCN . Agilent Technologies · Agilent Technologies 本文介绍了用安捷伦的7890A/7000AGC/MS/MS，采用多反应监测模式(MRM)分析175种常用农药残留的方法。使用这个分析方法分析了大量蔬菜、水果样品，同时我们用单四极杆GC/MS（GC/Q）也做了同样的样品以便进行数据的比较。分析发现GC/QQQ的灵敏度和选择性比GC/Q的任何模式都高，主要是由于它受萃取液基质干扰少得多。然而，GC/QQQ在MRM模式下只能对目标化合物进行分析，所以仍然需要GC/Q方法和DRS软件对900种以上的农药和其它污染物进行筛选。