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氣質和液質合對蔬菜汁中的農藥殘留進行全面檢測
閱讀：1230 發布時間：2022-8-30前言：隨著食品工業全球化的快速發展 ，人們對食品安全的關注也日益增加 ，對食品中所監控的農藥品種的數量和這些農藥允許的殘留水平的規定也發生了巨大變化 。在美國 ，現在已登記的農藥超過 1000 種 ，美國環境保護局（EPA）對其中約 400 種農藥建立了標準 ，并由美國食品藥品監督管理局（FDA）強制執行 。歐盟（EU）和日本也對食品中的農藥殘留進行嚴格監管 ，制定了食品和動物飼料中農藥的最高殘留（MRLs）。盡管這些水平各異 ，但默認是 10 ppb。2因此 ，食品檢驗實驗室應該有能力檢測和定量大量食品中數百種極低濃度水平污染的農藥 。沒有一種單一的分析手段可以滿足這種靈活多樣的分析需求 。鑒于農藥污染物多變的化學性質和存在數量巨大的待檢測化合物 ，這就要求有各種色譜和質譜系統來完成這項分析任務 。對于那些很容易揮發且不易降解的農藥 ，GC/MS（氣相色譜-單四極桿質譜 ）即是一個理想的分析工具 ，因為它有容量很大的農藥譜庫 ，以及解卷積軟件可用于農藥品種鑒定 。復雜基質食品要求采用 GC/MS/MS（氣相色譜串聯質譜 ）分析 ，以滿足在存在極大量背景化合物干擾基質時具有理想選擇性和檢測靈敏度的需求 。對于極性非常大 、不容易揮發 、熱穩定性差或者不易衍生的農藥如氨基甲酸酯類和有機磷類農藥 ，*好采用液相色譜（LC）分析 。LC/MS/MS 尤其適用于分析已知的一組目標農藥 ，因為它在復雜食品基質樣品分析中具有高靈敏度和特異性 。
本應用簡報采用這三種質譜技術實現了蔬菜汁中 39 種農藥殘留的全面檢測 。運用這三種儀器系統 ，能成功檢測 39 種農藥 ，同時對其檢測限和回收率均進行了測定 。采用配備了安捷倫質量選擇檢測器（MSD）的 GC/MS 分析加標樣品 ，同時采用安捷倫解卷積報告軟件（DRS）、保留時間鎖定（RTL）的農藥和內分泌干擾物信息庫處理分析結果 。在 GC/MS 的 SIM 模式下進行農藥的確證和定量 。采用安捷倫三重四極桿 GC/MS 系統 ，在多反應監測模式下進行 GC/MS/MS 分析 ，提高了農藥的檢測靈敏度和特異性 。對于極性強的農藥 ，*好采用安捷倫三重四極桿 LC/MS系統進行 LC/MS/MS 分析 。所有三種儀器系統分析樣品的制備使用 AOAC QuEChERS 方法[1]。農藥在 SIM 檢測模式下進行GC/MS 分析 ，典型的線性范圍為 25 ng/mL（ppb）-1 µg/mL（ppm），而采用 GC/MS/MS 方法分析時 ，大多數農藥的線性范圍是 2.5 ng/mL-1 µg/mL。當采用 LC/MS/MS 進行分析時 ，一些農藥可獲得更寬的線性范圍（0.5 ng/mL-1 µg/mL）。三種分析平臺的使用保證了對 39 種農藥的篩選和確證能力 ，可確定相關蔬菜汁產品的質量是否符合國際規范的要求 。
實驗部分試劑與標準品大多數農藥標準品來自美國 EPA 農藥庫（米德堡 ，馬里蘭州 ），其它的來自 Fluka/Sigma Aldrich 公司 。農藥標準溶液采用美國食品雜貨制造商協會-食品工業分析化學家委員會提供的未加標的空白蔬菜汁制備 。分別稱取各農藥標準品 10 mg，用10 mL 甲醇溶解 ，制成每種農藥的貯備溶液（1 mg/mL）。取適量上述農藥貯備液置于一個 100 mL 量瓶中混合 ，乙腈定容 ，制成各農藥濃度為 50 µg/mL 的 39 種農藥的中間貯備液 。取農藥中間貯備液適量加標到蔬菜汁中混合 ，制備基質匹配的校準標準溶液（0.5 ng/mL–1 µg/mL）。農殘級乙腈和甲醇 、優或 LC/MS 級水 ，以及甲酸購自 FisherScientific 公司 。儀器GC/MS 實驗采用一臺 Agilent 7890A 系列氣相色譜儀 ，配備了具有三重離軸檢測器的 Agilent 5975C 系列 GC/MS inert XLMSD，電子轟擊（EI）電離模式 。保留時間鎖定和解卷積報告軟件用于在掃描模式下篩選蔬菜汁中的加標農藥 。嵌入 DRS 的由美國國家標準與技術研究所（NIST）開發的自動質譜解卷積和識別系統（AMDIS）用來從蔬菜汁臟基質樣品譜圖中分離目標農藥譜圖 。然后樣品采用由掃描模式分析得到的目標離子和定性離子進行選擇離子監測（SIM）分析 。儀器條件見表 1。
GC/MS/MS 實驗采用 Agilent 7890A 系列氣相色譜儀聯用 Agilent7000B 三重四極桿 GC/MS 系統 ，EI 離子化模式 。樣品分析采用多反應監測模式（MRM）。儀器條件見表 2，每種農藥的保留時間 、定量和定性離子對 ，以及碰撞能量見表 4。LC/MS/MS 實驗采用 Agilent 1200 系列液相色譜儀聯用帶有噴射流技術的 Agilent 6460 系列三重四極桿 LC/MS 系統 。儀器條件列于表 3，每種農藥的保留時間 、定量和定性離子對 ，以及碰撞能量見表 4。
樣品前處理按照其說明書操作 ，所用農藥用 Agilent SampliQ QuEChERS 萃取試劑盒（部件號 5982-5755）和水果及蔬菜用 Agilent SampliQQuEChERS AOAC 分散 SPE 試劑盒（部件號 5982-5022）實現了加標 39 種農藥蔬菜汁的提取和凈化 。 樣品先在緩沖溶液/乙腈系統中提取 ，然后加入鹽進行提取/分配 ，最后的凈化采用分散固相萃取技術（dispersive SPE）[2]。提取和凈化后 ，將 200 µL 各樣品溶液移入自動進樣瓶中 ，準備進行 GC/MS、GC/MS/MS和 LC/MS/MS 分析 。數據分析在掃描模式下 ，采用帶有安捷倫解卷積報告軟件（DRS，部件號G1716AA）和保留時間鎖定（RTL）的農藥和內分泌干擾物信息庫（部件號 G1672AA）的安捷倫質量選擇檢測器（MSD）進行加標樣品的 GC/MS 分析 。在三種儀器系統上 ，分別測定了所有 39 種農藥的基質匹配校準曲線（0.5 ng/mL -1000 ng/mL）。這些曲線通過以信號強度（峰面積 ）對相應農藥濃度作圖獲得 ，同時采用 GC/MS/MS 和LC/MS/MS 配置的 Agilent MassHunter 定量分析軟件 ，以加權線 性 回 歸 （ 1/x） 計 算 R2， GC/MS 數 據 采 用 AgilentChemstation 數據分析軟件進行分析 。采用相同的軟件 ，基于信噪比值（S/N）為 3 : 1 和 10 : 1 時 ，分別計算方法的檢出限（LODs）和 LOQs。
結果與討論全面的農藥覆蓋范圍本文開發了三種用于水果和蔬菜中常見 39 種農藥的分析方法 。然 而沒有任 何 一種單一的方法能 夠 檢測全 部 39 種農藥 ，GC/MS、GC/MS/MS 和 LC/MS/MS 三法結合 ，可以滿足對39 種農藥的檢測靈敏度和定量的要求 。在 GC/MS 掃描模式下 ，采用保留時間鎖定和解卷積報告軟件對蔬菜汁中加標的農藥進行篩選 。然后樣品采用由掃描模式分析得到的目標離子和定性離子進行 GC/MS SIM 分析 。GC/MS SIM 方法采用一個目標離子和用于農藥品種鑒定的三個定性離子 ，GC/MS/MS MRM 方法采用兩種轉換離子進行分析 。使用 Mass Hunter Acquisition 軟件中的優化工具可以確定 LC/MS/MS MRM 分析中 39 種農藥的轉換離子通道 、碎裂電壓和碰撞能量 。每個 MRM 分析可依次使用多 達 三 種 轉換離子通道 。 表 4 列 出 了采用 GC/MS/MS 或LC/MS/MS，或者兼用兩者鑒定出的農藥 。農藥按照字母順序排列 ，同時附有其保留時間 、定量和定性離子對的母離子和子離子 ，以及碰撞能量 。