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氣質(zhì)聯(lián)用儀系統(tǒng)分析水果和蔬菜中的農(nóng)藥
閱讀:793 發(fā)布時(shí)間:2022-5-31摘要通過(guò) GC/MS/MS氣質(zhì)聯(lián)用儀 分析多種水果和蔬菜中的痕量農(nóng)藥,全面評(píng)估和驗(yàn)證了安捷倫惰性流路 (IFP) 解決方案。結(jié)果顯示惰性流路使整個(gè)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(diǎn)對(duì)目標(biāo)分析物的不利影響。此外,通過(guò)與配備相應(yīng)去活組件的非安捷倫流路對(duì)比,表明安捷倫惰性流路對(duì)某些基質(zhì)中的重要農(nóng)藥具有更多優(yōu)勢(shì)。前言流路惰性對(duì)復(fù)雜樣品基質(zhì)中農(nóng)藥分析的準(zhǔn)確度、精度、穩(wěn)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(jìn)樣口襯管和分流平板,以及 UltiMetal Plus 惰性進(jìn)樣口、微板流路控制技術(shù) (CFT) 裝置和可塑金屬密封圈,使整個(gè)氣相色譜流路具備出色的表面惰性,降低表面活性位點(diǎn)對(duì)目標(biāo)分析物的不利影響。對(duì)于 GC 和 GC/MS 檢測(cè)而言,農(nóng)藥的多殘留分析一直挑戰(zhàn)性。許多農(nóng)藥分析要求獲得低 ppb 級(jí)的定量限,使分析過(guò)程變得愈加復(fù)雜。與廣泛使用的 GC/MS 相比,GC/MS/MS技術(shù)具有更好的選擇性,因而顯著降低了系統(tǒng)檢測(cè)限。
農(nóng)藥化合物通常含有羥基 (-OH)和氨基 (R-NH-)官能團(tuán)、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(jī)磷 (-P=O) 基團(tuán)。這類分子易與流路表面的活性位點(diǎn)發(fā)生相互作用,發(fā)生化合物吸附或降解。因此,保持流路惰性對(duì)于痕量農(nóng)藥分析至關(guān)重要。2003 年,QuEChERS 樣品前處理方法被 USDA 科學(xué)家引入食品中的農(nóng)藥分析 [1]。由于這種方法具有快速、簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、高效、穩(wěn)定和安全的特點(diǎn),迅速成為范圍內(nèi)農(nóng)藥多殘留分析的重要方法。通過(guò) LC/MS 和 GC/MS 同時(shí)對(duì) QuEChERS 萃取物中多種農(nóng)藥殘留進(jìn)行測(cè)定。然而,對(duì)于 QuEChERS 處理方法而言,這類食品萃取物仍然顯得十分復(fù)雜,并且包含如高沸點(diǎn)天然化合物之類的雜質(zhì)。當(dāng)使用 GC/MS 或 GC/MS/MS 作為儀器檢測(cè)器時(shí),QuEChERS 萃取物會(huì)導(dǎo)致分析柱和質(zhì)譜離子源污染以及性能下降,出現(xiàn)峰形較差以及活性化合物強(qiáng)度下降的情況,使結(jié)果的準(zhǔn)確性不佳。QuEChERS 萃取物也會(huì)導(dǎo)致分析柱使用壽命縮短并且需要頻繁地對(duì)質(zhì)譜系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)。因此,如果需要獲得可靠的結(jié)果并最大限度地保護(hù)分析柱和離子源,使用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)和備件是非常必要的。安捷倫的超高惰性組件已經(jīng)被證明可為痕量農(nóng)藥分析提供出色的表面惰性 [2-6]。在本研究中,通過(guò)分析不同水果和蔬菜基質(zhì)中的多種農(nóng)藥,對(duì)整個(gè)安捷倫惰性流路進(jìn)行評(píng)估。同時(shí)用相應(yīng)的去活組件構(gòu)建了一套非安捷倫流路,并與安捷倫惰性流路進(jìn)行對(duì)比。此外還研究了在安捷倫惰性流路中,使用分析物保護(hù)劑對(duì)敏感化合物的影響。評(píng)估和比較了基質(zhì)的校準(zhǔn)曲線線性、用于計(jì)算準(zhǔn)確度和精度的加標(biāo) QC 定量結(jié)果以及一段時(shí)間內(nèi)多次進(jìn)樣的穩(wěn)定性。通過(guò)雙層或三層進(jìn)樣裝置,以“三明治"進(jìn)樣進(jìn)行在線基質(zhì)加標(biāo)。通過(guò)進(jìn)樣一組校準(zhǔn)標(biāo)樣和“三明治"進(jìn)樣基質(zhì)空白,獲得了不同基質(zhì)的校準(zhǔn)曲線。該“三明治"進(jìn)樣技術(shù)不僅提高了分析的一致性,降低了錯(cuò)誤的制備過(guò)程帶來(lái)了潛在誤差,而且顯著減少了制備基質(zhì)匹配標(biāo)樣的工作量。本研究使用了六種不同的基質(zhì),包括草莓、橘子、李子、洋蔥、紅辣椒和菠菜,用于對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行評(píng)估。
實(shí)驗(yàn)所 有 試 劑 和 溶 劑 均 為 HPLC 級(jí) 或 分 析 純 。 乙 腈 (ACN) 購(gòu) 自Honeywell(美國(guó)密歇根州馬斯基根)。超低殘留分析級(jí)丙酮購(gòu)自Baker 公司(美國(guó)新澤西州菲利普斯堡)。乙酸購(gòu)自西格瑪奧德里奇公司(美國(guó)密蘇里州圣路易斯)。農(nóng)藥標(biāo)樣和內(nèi)標(biāo)(磷酸三苯酯,TPP)購(gòu)自西格瑪奧德里奇公司(美國(guó)密蘇里州圣路易斯)、Chem Service 公司(美國(guó)賓夕法尼亞州西切斯特)或 UltraScientific 公司(美國(guó)羅得島州北金斯敦)。L-古洛糖酸-g-內(nèi)酯和山梨醇購(gòu)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(nóng)藥標(biāo)樣的空白溶劑。使用丙酮分別制備標(biāo)樣和內(nèi)標(biāo) (IS)儲(chǔ)備液 (2 mg/mL),并儲(chǔ)存在 –20 °C 的環(huán)境中。從儲(chǔ)備液中取出適量標(biāo)樣用丙酮稀釋制備成 20 µg/mL 混合標(biāo)樣(含 33 種農(nóng)藥)。適當(dāng)稀釋單獨(dú)的農(nóng)藥儲(chǔ)備溶液,并以 20 µg/mL 磷酸三苯酯的乙腈溶液作為內(nèi)標(biāo)加標(biāo)溶液。在試劑空白中加入適量 20 µg/mL 的混合標(biāo)樣溶液制備成濃度為 2、4、10、20、40、100、150 和200 ng/mL 的八種標(biāo)準(zhǔn)溶液。向基質(zhì)空白中加入適量 20 µg/mL的混合標(biāo)樣溶液制備成 20、100、200 ng/mL 三個(gè)濃度水平的QC 溶液。然后在樣品中加入一定量的內(nèi)標(biāo)溶液使樣品濃度變?yōu)?00 ng/mL。用水制備 L-古洛糖酸內(nèi)酯儲(chǔ)備液 (50 mg/mL) 和山梨醇儲(chǔ)備液(50 mg/mL)。然后使用乙腈適當(dāng)稀釋儲(chǔ)備液制備分析物保護(hù)溶液(20 mg/mL L-古洛糖酸內(nèi)酯和 10 mg/mL 山梨醇)。將 40 µL 儲(chǔ)備液加入到 500 µL 基質(zhì)空白或試劑空白中,用于“三明治"進(jìn)樣標(biāo)樣或樣品。使用六種蔬菜和水果制備基質(zhì)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(guī)水果和蔬菜分析的分散 SPE 試劑盒,按照標(biāo)準(zhǔn) AOAC QuEChERS 萃取流程制備基質(zhì)空白。
儀器所有測(cè)試均使用配置 7693B 自動(dòng)進(jìn)樣器的 Agilent 7890A 氣相色譜與 7000 系列 GC/MS/MS 系統(tǒng)。32 種目標(biāo)分析物的多反應(yīng)監(jiān)測(cè) (MRM) 條件列于之前發(fā)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(fù)。如前所述,MRM 方法優(yōu)化流程可以通過(guò)使用安捷倫農(nóng)藥與環(huán)境污染物 MRM 數(shù)據(jù)庫(kù)(G9250AA) 實(shí)現(xiàn),該數(shù)據(jù)庫(kù)包含 1070 種化合物的 MS/MS 條件和保留時(shí)間信息 [7]。強(qiáng)烈建議將反吹用于復(fù)雜基質(zhì)的分析中 [8,9]。采用保留時(shí)間鎖定(RTL) 可以避免重新校正單一樣品的保留時(shí)間和時(shí)間事件,如MRM 離子對(duì) [10]。加標(biāo)樣品的總分析時(shí)間為 23 min,其中反吹2 min。對(duì)于序列中段執(zhí)行的基質(zhì)空白,使用 8 min 的快速柱箱梯度和 2 min 的反吹可節(jié)省總分析時(shí)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(hào)19091-431UI)樣品前處理Agilent Bond Elut QuEChERS AOAC 萃取試劑盒(部件號(hào) 5982-5755)和用于常規(guī)水果和蔬菜分析的分散 SPE 試劑盒(部件號(hào)5982-5022)
氣相色譜條件氣相色譜儀: Agilent 7890A 氣相色譜儀自動(dòng)進(jìn)樣器: Agilent 7693 自動(dòng)進(jìn)樣器和樣品盤5 µL 進(jìn)樣針(部件號(hào) 5181-5246),1 µL 進(jìn)樣量進(jìn)樣前溶劑 A(丙酮)清洗次數(shù):33 臺(tái)樣品泵進(jìn)樣后溶劑 B(乙腈)清洗次數(shù):3“三明治"進(jìn)樣: 總體積 1.1 µL對(duì)于不含潔凈標(biāo)樣的基質(zhì),執(zhí)行三層“三明治"進(jìn)樣,由0.5 µL 潔凈標(biāo)樣 + 0.5 µL 基質(zhì)空白 + 0.1 µL 試劑空白組成。對(duì)于已經(jīng)包含樣品的基質(zhì),執(zhí)行兩層“三明治"進(jìn)樣,由0.5 µL 基質(zhì)樣品 + 0.6 µL 溶劑空白組成載氣: 氦氣,恒定壓力氣體過(guò)濾器: 用于氣質(zhì)聯(lián)用系統(tǒng)的氣體凈化套裝,1/8 英寸(部件號(hào)CP17974)進(jìn)樣口: UltiMetal 分流/不分流進(jìn)樣口(部件號(hào) G3970A),脈沖不分流模式,280 °C進(jìn)樣脈沖壓力: 36 psi 保持 1 min分流出口的吹掃流量:在 1 min 時(shí),流量 50 mL/min進(jìn)樣口壓力: 運(yùn)行期間 18.35 psi(保留時(shí)間鎖定),反吹期間 1.0 psi保留時(shí)間鎖定: 甲基毒死蜱,8.298 min柱溫箱: 對(duì)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(duì)于基質(zhì)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(yùn)行: 300 °C 保持 2 min(樣品分析),300 °C 保持 4 min(基質(zhì)空白分析)微板流路控制技術(shù): UltiMetal Plus Ultimate 吹掃接頭(部件號(hào) G3182-61581),用于反吹分析柱和進(jìn)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(nèi)徑 × 100 cm,316 不銹鋼管,柱溫箱頂部輔助氣壓力: 運(yùn)行過(guò)程 4 psi,反吹過(guò)程 75 psi接頭: 連接進(jìn)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(hào) 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(zhì)聯(lián)用系統(tǒng),惰性,配備高性能電子元件真空泵: 高性能渦輪泵模式: MRM調(diào)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(zhì)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(hào) 5182-0716)樣品瓶蓋: 藍(lán)色螺口蓋(部件號(hào) 5182-0717)樣品瓶?jī)?nèi)插管: 150 µL 玻璃內(nèi)插管,帶聚合物支腳(部件號(hào) 5183-2088)隔墊: 高級(jí)綠色不粘連隔墊,11 mm(部件號(hào) 5183-4759)密封圈: 內(nèi)徑 0.4 mm,85/15 Vespel/石墨進(jìn)樣口密封圈(部件號(hào) 5181-3323),內(nèi)徑 0.4 mm,85/15 Vespel/石墨質(zhì)譜接口密封圈(部件號(hào) 5062-9526),UltiMetal Plus 可塑金屬密封圈(部件號(hào) G3188-27501)微板流路控制技術(shù):Ultimate 吹掃接頭(部件號(hào) G3182-61581)內(nèi)螺母: 部件號(hào) G2855-20530排氣管: 0.0625 英寸外徑 × 0.010 英寸內(nèi)徑 × 100 cm,316 不銹鋼管(部件號(hào) 0100-2354)三通: 1/16 英寸黃銅 Swagelok 接頭(部件號(hào) 0100-0680)三通低流失密封圈:1/16 英寸 Vespel 密封圈,10/包(部件號(hào) 0100-1329)進(jìn)樣口密封墊: 超高惰性分流平板進(jìn)樣口密封墊,帶墊圈(部件號(hào) 5190-6144)進(jìn)樣口襯管: 帶玻璃毛的安捷倫超高惰性脫活單細(xì)徑錐襯管,帶預(yù)裝的不粘連 O 形圈(部件號(hào) 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(jìn)樣口。雖然強(qiáng)烈推薦在農(nóng)藥分析中使用多模式進(jìn)樣口 (MMI) [11],但是分流/不分流進(jìn)樣口同樣也是此類應(yīng)用中常用的進(jìn)樣口。因?yàn)?MMI 可以在冷不分流或大體積進(jìn)樣模式下操作,并且活性分析物在低溫條件下表現(xiàn)更好,使得 MMI 在分析許多活性分析物時(shí)表現(xiàn)出良好的性能。
進(jìn)樣順序常規(guī)樣品批次一共包括 72 次進(jìn)樣,包括試劑空白、基質(zhì)空白、六組三個(gè)不同濃度的基質(zhì)加標(biāo) QC、一組八個(gè)不同濃度的校準(zhǔn)標(biāo)樣。在大約 10 次進(jìn)樣后注射一組 QC,但是第十次進(jìn)樣到第二十次進(jìn)樣除外,此間進(jìn)樣校準(zhǔn)標(biāo)樣。必要時(shí)在 QC 和標(biāo)樣之間進(jìn)樣基質(zhì)空白。在分析大多數(shù)基質(zhì)空白時(shí)采用快速升溫程序,以縮短整個(gè)序列的儀器運(yùn)行時(shí)間。
結(jié)果與討論本測(cè)試評(píng)估了采用 GC/MS/MS 法分析水果和蔬菜基質(zhì)中農(nóng)藥的安捷倫惰性流路。評(píng)估和比較結(jié)果根據(jù) 2 到 200 ng/mL 范圍內(nèi)的校準(zhǔn)曲線線性 (R2) 得出?;|(zhì)加標(biāo) QC 的準(zhǔn)確度根據(jù)回收率得出,精度根據(jù) %RSD 和 95% 置信區(qū)間 (CI) 得出。對(duì)于每個(gè)序列,基于 n = 18 計(jì)算每種農(nóng)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(jìn)樣中運(yùn)行了六組 QC,平均 QC 準(zhǔn)確度和精度數(shù)據(jù)不僅可反映多次基質(zhì)樣品進(jìn)樣的方法重復(fù)性,同時(shí)揭示了低濃度到高濃度的響應(yīng)線性。