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氣質聯用儀系統分析水果和蔬菜中的農藥
閱讀：926 發布時間：2022-5-31摘要通過 GC/MS/MS氣質聯用儀 分析多種水果和蔬菜中的痕量農藥，全面評估和驗證了安捷倫惰性流路 (IFP) 解決方案。結果顯示惰性流路使整個氣相色譜流路具備出色的表面惰性，從而減少了表明活性位點對目標分析物的不利影響。此外，通過與配備相應去活組件的非安捷倫流路對比，表明安捷倫惰性流路對某些基質中的重要農藥具有更多優勢。前言流路惰性對復雜樣品基質中農藥分析的準確度、精度、穩定性和一致性方面起著重要的作用。安捷倫惰性流路解決方案包括超高惰性色譜柱、超高惰性進樣口襯管和分流平板，以及 UltiMetal Plus 惰性進樣口、微板流路控制技術 (CFT) 裝置和可塑金屬密封圈，使整個氣相色譜流路具備出色的表面惰性，降低表面活性位點對目標分析物的不利影響。對于 GC 和 GC/MS 檢測而言，農藥的多殘留分析一直挑戰性。許多農藥分析要求獲得低 ppb 級的定量限，使分析過程變得愈加復雜。與廣泛使用的 GC/MS 相比，GC/MS/MS技術具有更好的選擇性，因而顯著降低了系統檢測限。
農藥化合物通常含有羥基 (-OH)和氨基 (R-NH-)官能團、咪唑類和苯并咪唑類化合物 (-N=)、氨基甲酸酯 (-O-CO-NH-)、尿素衍生物(-NH-CO-NH-) 和有機磷 (-P=O) 基團。這類分子易與流路表面的活性位點發生相互作用，發生化合物吸附或降解。因此，保持流路惰性對于痕量農藥分析至關重要。2003 年，QuEChERS 樣品前處理方法被 USDA 科學家引入食品中的農藥分析 [1]。由于這種方法具有快速、簡便、經濟、高效、穩定和安全的特點，迅速成為范圍內農藥多殘留分析的重要方法。通過 LC/MS 和 GC/MS 同時對 QuEChERS 萃取物中多種農藥殘留進行測定。然而，對于 QuEChERS 處理方法而言，這類食品萃取物仍然顯得十分復雜，并且包含如高沸點天然化合物之類的雜質。當使用 GC/MS 或 GC/MS/MS 作為儀器檢測器時，QuEChERS 萃取物會導致分析柱和質譜離子源污染以及性能下降，出現峰形較差以及活性化合物強度下降的情況，使結果的準確性不佳。QuEChERS 萃取物也會導致分析柱使用壽命縮短并且需要頻繁地對質譜系統進行維護。因此，如果需要獲得可靠的結果并最大限度地保護分析柱和離子源，使用適當的技術和備件是非常必要的。安捷倫的超高惰性組件已經被證明可為痕量農藥分析提供出色的表面惰性 [2-6]。在本研究中，通過分析不同水果和蔬菜基質中的多種農藥，對整個安捷倫惰性流路進行評估。同時用相應的去活組件構建了一套非安捷倫流路，并與安捷倫惰性流路進行對比。此外還研究了在安捷倫惰性流路中，使用分析物保護劑對敏感化合物的影響。評估和比較了基質的校準曲線線性、用于計算準確度和精度的加標 QC 定量結果以及一段時間內多次進樣的穩定性。通過雙層或三層進樣裝置，以“三明治"進樣進行在線基質加標。通過進樣一組校準標樣和“三明治"進樣基質空白，獲得了不同基質的校準曲線。該“三明治"進樣技術不僅提高了分析的一致性，降低了錯誤的制備過程帶來了潛在誤差，而且顯著減少了制備基質匹配標樣的工作量。本研究使用了六種不同的基質，包括草莓、橘子、李子、洋蔥、紅辣椒和菠菜，用于對系統性能進行評估。
實驗所 有 試 劑 和 溶 劑 均 為 HPLC 級 或 分 析 純 。 乙 腈 (ACN) 購 自Honeywell（美國密歇根州馬斯基根）。超低殘留分析級丙酮購自Baker 公司（美國新澤西州菲利普斯堡）。乙酸購自西格瑪奧德里奇公司（美國密蘇里州圣路易斯）。農藥標樣和內標（磷酸三苯酯，TPP）購自西格瑪奧德里奇公司（美國密蘇里州圣路易斯）、Chem Service 公司（美國賓夕法尼亞州西切斯特）或 UltraScientific 公司（美國羅得島州北金斯敦）。L-古洛糖酸-g-內酯和山梨醇購自西格瑪奧德里奇公司。
樣品制備向 100 mL 乙腈中加入 1 mL 冰醋酸制成含 1% 乙酸的乙腈溶液，作為試劑空白。上述溶液也用作 QuEChERS 方法的萃取溶劑以及制備純農藥標樣的空白溶劑。使用丙酮分別制備標樣和內標 (IS)儲備液 (2 mg/mL)，并儲存在 –20 °C 的環境中。從儲備液中取出適量標樣用丙酮稀釋制備成 20 µg/mL 混合標樣（含 33 種農藥）。適當稀釋單獨的農藥儲備溶液，并以 20 µg/mL 磷酸三苯酯的乙腈溶液作為內標加標溶液。在試劑空白中加入適量 20 µg/mL 的混合標樣溶液制備成濃度為 2、4、10、20、40、100、150 和200 ng/mL 的八種標準溶液。向基質空白中加入適量 20 µg/mL的混合標樣溶液制備成 20、100、200 ng/mL 三個濃度水平的QC 溶液。然后在樣品中加入一定量的內標溶液使樣品濃度變為200 ng/mL。用水制備 L-古洛糖酸內酯儲備液 (50 mg/mL) 和山梨醇儲備液(50 mg/mL)。然后使用乙腈適當稀釋儲備液制備分析物保護溶液（20 mg/mL L-古洛糖酸內酯和 10 mg/mL 山梨醇）。將 40 µL 儲備液加入到 500 µL 基質空白或試劑空白中，用于“三明治"進樣標樣或樣品。使用六種蔬菜和水果制備基質空白樣品，包括草莓、橘子、李子、洋蔥、紅辣椒和菠菜。使用 Agilent Bond Elut QuEChERS AOAC萃取試劑盒和用于常規水果和蔬菜分析的分散 SPE 試劑盒，按照標準 AOAC QuEChERS 萃取流程制備基質空白。
儀器所有測試均使用配置 7693B 自動進樣器的 Agilent 7890A 氣相色譜與 7000 系列 GC/MS/MS 系統。32 種目標分析物的多反應監測 (MRM) 條件列于之前發表的出版物中 [3,5]，在本研究中也同樣采用此條件，因而在此不再重復。如前所述，MRM 方法優化流程可以通過使用安捷倫農藥與環境污染物 MRM 數據庫(G9250AA) 實現，該數據庫包含 1070 種化合物的 MS/MS 條件和保留時間信息 [7]。強烈建議將反吹用于復雜基質的分析中 [8,9]。采用保留時間鎖定(RTL) 可以避免重新校正單一樣品的保留時間和時間事件，如MRM 離子對 [10]。加標樣品的總分析時間為 23 min，其中反吹2 min。對于序列中段執行的基質空白，使用 8 min 的快速柱箱梯度和 2 min 的反吹可節省總分析時間。色譜柱與樣品前處理色譜柱Agilent J&W HP-5ms UI，15 m × 0.25 mm，0.25 µm（部件號19091-431UI）樣品前處理Agilent Bond Elut QuEChERS AOAC 萃取試劑盒（部件號 5982-5755）和用于常規水果和蔬菜分析的分散 SPE 試劑盒（部件號5982-5022）
氣相色譜條件氣相色譜儀： Agilent 7890A 氣相色譜儀自動進樣器： Agilent 7693 自動進樣器和樣品盤5 µL 進樣針（部件號 5181-5246），1 µL 進樣量進樣前溶劑 A（丙酮）清洗次數：33 臺樣品泵進樣后溶劑 B（乙腈）清洗次數：3“三明治"進樣： 總體積 1.1 µL對于不含潔凈標樣的基質，執行三層“三明治"進樣，由0.5 µL 潔凈標樣 + 0.5 µL 基質空白 + 0.1 µL 試劑空白組成。對于已經包含樣品的基質，執行兩層“三明治"進樣，由0.5 µL 基質樣品 + 0.6 µL 溶劑空白組成載氣： 氦氣，恒定壓力氣體過濾器： 用于氣質聯用系統的氣體凈化套裝，1/8 英寸（部件號CP17974）進樣口： UltiMetal 分流/不分流進樣口（部件號 G3970A），脈沖不分流模式，280 °C進樣脈沖壓力： 36 psi 保持 1 min分流出口的吹掃流量：在 1 min 時，流量 50 mL/min進樣口壓力： 運行期間 18.35 psi（保留時間鎖定），反吹期間 1.0 psi保留時間鎖定： 甲基毒死蜱，8.298 min柱溫箱： 對于樣品分析，100 °C 保持 2 min，然后以 50 °C/min 速度升溫至 150 °C，以 6 °C/min 速度升溫至 200 °C，以 16 °C/min 速度升溫至 300 °C 并保持 2 min對于基質空白分析，100 °C 保持 1 min，然后以 50 °C/min 速度升溫至 300 °C 并保持 1 min后運行： 300 °C 保持 2 min（樣品分析），300 °C 保持 4 min（基質空白分析）微板流路控制技術： UltiMetal Plus Ultimate 吹掃接頭（部件號 G3182-61581），用于反吹分析柱和進樣口輔助 EPC 氣體： 氦氣通入 Ultimate 吹掃接頭排氣管： 0.0625 英寸外徑 × 0.010 英寸內徑 × 100 cm，316 不銹鋼管，柱溫箱頂部輔助氣壓力： 運行過程 4 psi，反吹過程 75 psi接頭： 連接進樣口與 Ultimate 吹掃接頭限流器： 惰性熔融石英管，0.65 m × 0.15 mm（部件號 160-7625-5）接頭： 連接 Ultimate 吹掃接頭與 MSDMSD 條件MSD： Agilent 7000 三重四極桿氣質聯用系統，惰性，配備高性能電子元件真空泵： 高性能渦輪泵模式： MRM調諧文件： Atune.u傳輸線溫度： 280 °C四極桿溫度： 300 °C四極桿溫度： Q1 和 Q2 均為 150 °C溶劑延遲： 2.3 min碰撞氣體流量： 氦氣淬滅氣流量 2.35 mL/min，氦氣碰撞氣流量 1.5 mL/min質譜分辨率： MS1 和 MS2 = 1.2 u
流路備件樣品瓶： 棕色螺口蓋（部件號 5182-0716）樣品瓶蓋： 藍色螺口蓋（部件號 5182-0717）樣品瓶內插管： 150 µL 玻璃內插管，帶聚合物支腳（部件號 5183-2088）隔墊： 高級綠色不粘連隔墊，11 mm（部件號 5183-4759）密封圈： 內徑 0.4 mm，85/15 Vespel/石墨進樣口密封圈（部件號 5181-3323），內徑 0.4 mm，85/15 Vespel/石墨質譜接口密封圈（部件號 5062-9526），UltiMetal Plus 可塑金屬密封圈（部件號 G3188-27501）微板流路控制技術：Ultimate 吹掃接頭（部件號 G3182-61581）內螺母： 部件號 G2855-20530排氣管： 0.0625 英寸外徑 × 0.010 英寸內徑 × 100 cm，316 不銹鋼管（部件號 0100-2354）三通： 1/16 英寸黃銅 Swagelok 接頭（部件號 0100-0680）三通低流失密封圈：1/16 英寸 Vespel 密封圈，10/包（部件號 0100-1329）進樣口密封墊： 超高惰性分流平板進樣口密封墊，帶墊圈（部件號 5190-6144）進樣口襯管： 帶玻璃毛的安捷倫超高惰性脫活單細徑錐襯管，帶預裝的不粘連 O 形圈（部件號 5190-2293）表 1 中列出了安捷倫惰性流路與其他非安捷倫廠商惰性流路的配置比較，后者也同樣使用了類似的脫活組件。本研究在熱不分流模式下使用分流/不分流進樣口。雖然強烈推薦在農藥分析中使用多模式進樣口 (MMI) [11]，但是分流/不分流進樣口同樣也是此類應用中常用的進樣口。因為 MMI 可以在冷不分流或大體積進樣模式下操作，并且活性分析物在低溫條件下表現更好，使得 MMI 在分析許多活性分析物時表現出良好的性能。
進樣順序常規樣品批次一共包括 72 次進樣，包括試劑空白、基質空白、六組三個不同濃度的基質加標 QC、一組八個不同濃度的校準標樣。在大約 10 次進樣后注射一組 QC，但是第十次進樣到第二十次進樣除外，此間進樣校準標樣。必要時在 QC 和標樣之間進樣基質空白。在分析大多數基質空白時采用快速升溫程序，以縮短整個序列的儀器運行時間。
結果與討論本測試評估了采用 GC/MS/MS 法分析水果和蔬菜基質中農藥的安捷倫惰性流路。評估和比較結果根據 2 到 200 ng/mL 范圍內的校準曲線線性 (R2) 得出。基質加標 QC 的準確度根據回收率得出，精度根據 %RSD 和 95% 置信區間 (CI) 得出。對于每個序列，基于 n = 18 計算每種農藥的平均 QC 回收率和 %RSD 或 95% CI。由于包含 3 種不同濃度的 QC，在 70 次進樣中運行了六組 QC，平均 QC 準確度和精度數據不僅可反映多次基質樣品進樣的方法重復性，同時揭示了低濃度到高濃度的響應線性。
