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氣質聯用儀定量和重復性分析種植作物中的痕量農殘
閱讀：704 發布時間：2022-9-14前言：水果、蔬菜和其他食品的多組分農殘分析在樣品制備和分析測定上一直具有相當的挑戰性。很多農殘的定量限都要求低于 10 ng/mL（ppb），這無疑會使分析過程更加復雜。與應用廣泛的 GC/MS 分析技術相比，GC/MS/MS 技術能提供更高的選擇性，因而可以顯著降低系統的檢出限。安捷倫 7890/7000 GC/MS 三重四級桿（GC/QQQ）分析儀可以提供包含超過 1000 種農殘和環境污染物的 MRM 數據庫（p/n G9250AA），可以對復雜基質中目標農殘進行分析，從而簡化分析過程、提高分析效率。QuEChERS 樣品制備技術于 2003 年被 USDA 的科學家應用到食品農殘分析領域[1]。因其快速、簡單、經濟、高效、穩定和安全的特性，該技術迅速接受并用于多組分農殘分析。QuEChERS 萃取液可以通過 LC 和 GC 結合 MS 分析，實現寬范圍的農殘測定。對不同食品基質中常用農殘成分的分析應用證明安捷倫 QuEChERS 萃取試劑盒和分散型 SPE 凈化試劑盒在樣品處理方面擁有優異的回收率 [2、3]。然而，通過QuEChERS 方法提取的食物萃取液組分仍舊十分復雜，其中還包含了很多高沸點的基質本體殘留物。
用于 GC/MS氣質聯用儀 分析的 QuEChERS 萃取液會污染并損壞 GC 色譜柱和 MS 離子源，糟糕的峰形和活性組分響應的損失會導致非常不理想的數據結果，還會縮短色譜分析柱的壽命，增加質譜維護成本。因此，為了獲得可靠的結果，并保護色譜分析柱和質譜的離子源，使用儀器和消耗品是非常有必要的。色譜柱的反吹功能能夠為食品萃取液的分析帶來很多好處，該功能可顯著縮短分析周期，降低色譜柱頭切割和質譜離子源清洗的頻率 [4]。安捷倫的微板流路控制技術（CFT）使色譜柱的反吹成為常規操作 [5、6]。安捷倫新的超高惰性去活化技術顯著提高了玻璃棉襯管的惰性和耐用性。玻璃棉表面被*去活化。裝有玻璃棉的超高惰性不分流襯管在對水果和蔬菜中的活性物質和難分析物質的定量分析方面表現出了惰性。裝有玻璃棉的超高惰性襯管同樣還能更好地保護樣品流路，延長色譜柱的壽命，減少質譜離子源的維護頻率 [7]。
實驗選擇了 33 種有挑戰的代表性農殘，對 6 種種植作物基質進行痕量加標分析。在作物的空白基質中加入農殘標準液，用 QuEChERSAOAC 方法進行萃取 [1-3]，然后使用 GC/MS/MS 在多反應監測（MRM）模式下對萃取液進行分析。對校準曲線 1-100 ng/mL 的濃度范圍進行線性評估。10 ng/mL 的質控（QC）樣品用于測試分析重復性。并使用四根襯管進行襯管間重現性測試。化學品和試劑所有試劑和溶劑均為 HPLC 級或者分析純級。乙腈（AcN）來自于Honeywell B&J（Muskegon, MI, USA）。Ultra Resi-analyzed 級丙酮來自 J.T.Baker（Phillipsburg, NJ, USA）。乙酸來自 SigmaAldrich（St Louis, MO, USA）。農殘標準品和內標物（磷酸三苯酯，TPP）購自 SigmaAldrich（St Louis, MO, USA），ChemService（West Chester, PA, USA）或者 Ultra Scientific（NorthKingstown, RI, USA）。
溶液與標液向 100 mL 乙腈中加入 1 mL 冰醋酸制成含 1% 乙酸的乙腈試劑空白溶液，該溶液也在 QuEChERS 法中作為萃取溶劑。農殘各組分標準貯備液以丙酮為溶劑，濃度為 2 mg/mL，-20 °C存放。將 33 種農殘的標準貯備液用丙酮進行稀釋，配成濃度均為20 µg/mL 的混合標液，4 °C 存放。為了減少校準標液中基質的稀釋倍數，臨用時，以 20 µg/mL 的混標為基礎，在基質空白溶液中配制濃度為 500 ng/mL 的加標中間液，隨后配制成濃度分別為1、5、10、50 和 100 ng/mL 的基質匹配校準標液和 10 ng/mL 的質控（QC）標液。以丙酮為溶劑配制濃度為 2 mg/mL 的磷酸三苯酯（TPP）內標（IS）儲備液。將 IS 貯備液用乙腈稀釋配制成 20 µg/mL 的 IS加標液，并于 4 °C 冷藏保存。向所有樣品中加入適量體積的 IS加標液，使其濃度為 100 ng/mL。基質空白制備本報告選擇面粉、草莓、梨、橙子、辣椒和菠菜這 6 種食品作為基質樣品。詳細的萃取過程在安捷倫應用報告中有所描述 [2、3]。水果和蔬菜經冷凍切碎后，進行*勻漿。隨后，用 15 mL 含 1%乙酸的乙腈對 15 g 混勻的樣品（除面粉外）進行萃取，再加入BondElut QuEChERS AOAC 萃取鹽試劑包（p/n 5982-5755）使基質組分分離進入到水相。對于面粉，在 10 mL 水中加入 5 g 混勻的樣品，浸泡過夜，依照 QuEChERS 過程進行萃取。離心后，取出上清液，并使用通用分散型 SPE 試劑盒（p/n 5982-5022）進行樣品凈化。渦旋和離心后，將上清液轉移到樣品瓶中作為基質空白進行后續實驗。所有食品的基質空白都置于 4 °C 冷藏保存
儀器所有的分析進程均由配備了安捷倫 7693B 自動進樣器的安捷倫7890 GC 和 7000 系列 GC/MS 三重四級桿系統完成 [7]。使用安捷倫超高惰性氣相色譜柱 HP5MS UI 對組分進行分離，并在進入檢測器前提供高惰性的樣品流路。表 1 列出了本報告所用的儀器參數。表 2 列出了本報告所用的耗材列表。表 3 列出了 33 種目標化合物的 MRM 設置。直接使用安捷倫 MRM 數據庫（p/nG9250AA）建立目標物的 MS 采集方法。使用反吹功能可以縮短高沸點基質殘留樣品的分析時間，降低系統的維護頻率 [2、4]。本報告中的儀器配置除無保留間隙柱外，其他均與安捷倫先前報告中圖 1B 的配置相似 [4]。采用保留時間鎖定（RTL）功能無需對 MRM 離子對的保留時間進行再校正[6]。運行時間為 23 min，附加反吹時間為 2 min。每種農殘都選用兩個 MRM 躍遷來進行定量和定性分析。然而，為減小基質效應，對不同的基質需要選擇不同的躍遷進行定量分析。因此，針對某一基質設定定量方法前對該基質的分析數據進行詳細審查是非常關鍵的。
結果和討論該報告的目的是為了評估使用 GC/MS/MS 對 6 種不同基質（梨、橙子、草莓、面粉、辣椒和菠菜）中的代表性農殘進行痕量分析的性能。填充了高效去活化玻璃棉的安捷倫超高惰性襯管在分析過程中表現出了惰性，同時也有效地保護了色譜柱和質譜離子源，使農殘樣品，特別是活性非常高的農殘樣品獲得了更好的峰形和更一致的響應 [7]。本報告同時還對超高惰性玻璃棉襯管和 SiltekCyclosplitter 襯管的峰形和響應重復性進行了比較。本報告評估的系統性能包括：1 到 100 ng/mL 范圍內的線性；定量限（LOQ）；10 ng/mL 的進樣重復性和不同襯管間的重現性。所有指標均在 6 種食品基質上完成。有關基質對系統穩定性的干擾和影響等基質效應也是本報告的研究內容之一。某些農殘在不同基質中響應一致，但大多數農殘由于基質增強效應或者基質抑制效應，在不同的基質中具有不同的響應。因此，為使定量結果準確，很有必要采用基質匹配的校準曲線。測試序列包括不同基質中濃度為 10 ng/mL 的 QC 樣品各 10 次進樣，順序依次為橙子、梨、草莓、面粉、辣椒和菠菜；還包括校準標樣和基質空白。每根測試襯管在一個序列中都需注射 80 多個樣品。因為氧hua樂果受基質抑制作用明顯，所以該分析物是挑戰性的農殘之一，在圖 1 中可作為驗證超高惰性玻璃棉襯管*性的代表物質。
……
結論利用 GC/MS 或者 GC/MS/MS 進行食品基質中的多農殘分析一直是一項具有挑戰性的工作。不同基質對不同的分析物質，尤其像DDT 和乙酰jia胺磷這樣的活性物質表現出的影響也不盡相同。基質會干擾定量結果，降低響應（導致高定量限）和/或扭曲峰形。因此，采用基質匹配的校準曲線對獲得準確而可靠的定量結果至關重要。圖 8 所示為不同基質 10 次進樣的重復性結果（響應系數 %RSD）比較。反吹和安捷倫超高惰性玻璃棉襯管可有效保護整個系統，改善系統的耐受性。而對于復雜難分析的食品基質如菠菜，在進行多組分殘留分析時，需要對活性物質如 DDT 在峰形和重復性上給予更多的關注。此報告使用氣質對 6 種不同種植作物基質中的 33 種代表性農殘組分進行了測定，結果表明，對于大多數農殘來說，定量限（LOQ）可達 1 ng/mL 甚至更低，從 LOQ 到 100 ppb 間的線性良好，10 ng/mL 農殘基質加標液的重復性結果令人滿意。而在某些基質中，甲萘威和溴氰菊酯的 LOQ 無法達到 1 ng/mL。在報告所涉及的所有食品基質中，大多數農殘均表現出了線性（R2 > 0.99）和重復性（%RSD < 15%）。