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亦翼司空
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1 采用液相色谱 / 三重四极杆质谱对食物样品中的 301 种农药进行多残留分析应用简报农药作者 E. Michael Thurman 与 Imma Ferrer Department of Civil, Environmental and Architectural Engineering Center for Environmental Mass Spectrometry University of Colorado ECOT 441, 428 UCB Boulder, CO 美国 Jerry A. Zweigenbaum 安捷伦科技有限公司 2850 Centerville Road Wilmington, Delaware 美国摘要采用安捷伦 G6410A 三重四极杆质谱 (QQQ) 开发了一种用于筛选和确证蔬菜样品中 301 种农药的分析方法我们发现这 301 种化合物中的 90% 都可以通过该方法被鉴定出来, 蔬菜基质样品的分析检测限 (LOD) 为 0.01 mg/kg(ppm) 或更低, 该检测限符合婴儿食品和禁用物质的限量要求, 也是欧盟规定的最大残留限量 (MRL) 本文采用正离子电喷雾模式, 在每个时间段 99 次的监测速度下, 使用每种化合物的定量和确认离子, 在单次分析中即可达到上述浓度利用不同类型的蔬菜( 西红柿和青椒 ) 对该方法的分析性能进行评价, 发现基质效应很小或几乎没有所有化合物的响应值在 2 个数量级范围内线性关系良好 (r 2 > 0.99)

2 前言当前世界上用于食品以及土壤与作物处理的农药 ( 包括合法的与不合法的 ) 就有 900 多种为保护消费者安全, 食物和饮用水中的上述大多数农药都有最大残留限量 (MRL) 作为食物质量控制的一部分, 尤其是水果和蔬菜, 必须对其最大残留限量浓度进行监测 ; 因此, 食物质量控制需要涉及数百种农药的多残留分析方法然而, 一次分析同时监测数百种农药的要求, 对于色谱和质谱分析来说都是一种极大的挑战在本文中, 我们联合使用了新型的 1.8 µm 液相色谱柱 ( 可获得最大的峰容量 ) 及每个时间段可进行 100 次 transitions 的八个时间段, 评价了单次分析中采用安捷伦 6410 三重串联四极杆质谱对 301 种农药的筛选和确证, 以获得相应的满足欧盟 (EU) 采用质谱分析实现明确鉴定规定的定量离子和定性离子本研究在检测限响应速度以及色谱分离方面拓展了仪器的测试能力本研究系首次全面检验安捷伦三重串联四极杆质谱在单次运行中分析食物中数百种农药的能力选择本课题是因为这些化合物与食品的相关性, 以及其在食品上的广泛使用三重串联四极杆质谱的检测灵敏度很容易满足食物中 90% 所研究农药的限量规定实验部分样品制备农药分析标准品购自 Chem Services 有限公司 ( 费城, 美国 ) 和 Sigma Aldrich 公司 ( 路易斯维尔, 美国 ) 各农药贮备液 ( 浓度约 1000 µg/ml) 根据每个化合物的溶解性采用纯乙腈或甲醇制备, 并于 18 ºC 贮藏取上述母液适量, 用乙腈和水稀释制备工作标准溶液蔬菜样品采自当地市场为进行方法验证, 采用空白蔬菜提取物制备基质匹配的标准样品因此, 采用 QuEChERS 方法 [2] 对两种蔬菜 ( 青椒和西红柿 ) 进行提取将农药标准品混合物以不同浓度加标到蔬菜提取物中 ( ng/ml 或 ppb), 然后采用液相色谱 - 串联质谱进行分析液相色谱串联质谱联用仪液相色谱条件色谱柱 : Agilent SB C18,4.6mm 150 mm,1.8 µm ( 部件号 ) 柱温 : 25 ºC 流动相 : 10% ACN 和 90% H 2 O, 含 0.1% HCOOH 流速 : 0.6 ml/min 梯度程序 : 时间 0 = 10% ACN 线性升至时间 28 = 98% ACN 时间 30 = 100% ACN 时间 31 = 100% ACN 进样体积 : 10 µl 质谱条件模式 : 正离子 ESI 模式的 Agilent G6410AA 三重四极杆质谱雾化器 : 40 psig 干燥气流速 : 9 L/min 毛细管电压 : 4000 V 干燥气温度 : 350 ºC 碎裂电压 : V 碰撞能量 : 5-30 V MRM: 各化合物的两个离子 transitions 见表 1 驻留时间 : 10 ms 结果与讨论液相色谱串联质谱联用条件优化初始研究包括两方面的内容 : 首先是优化这 301 个化合物各自的碎裂电压, 以获得相关母离子的最大信号通常质子化的分子可以用来作为母离子采用自动程序分别对每个化合物进行分析, 考察每个电压下的碎片丰度选择产生最佳碎片信号的碎裂电压, 在程序运行中注入浓度为 10 µg/ml 的各化合物, 测定定量和定性离子的碰撞能量研究中对这些化合物施加了不同的碰撞能量 ( 和 30 V) 针对每种离子进行能量优化, 最终选择能给出最高检测灵敏度的电压本研究中的 MRM transitions 和这 301 种化合物均列于表 1A 和 1B 2

3 表 1A. 分析条件 MRM 检测限和测试化合物的 r 2 青椒的检测限西红柿的检测限 3,4,5- 三甲威羟基呋喃丹高灭磷啶虫脒苯草醚涕灭威涕灭威砜涕灭威亚砜莠灭净灭害威阿特拉津甲基吡啶磷甲基谷硫磷嘧菌酯苯霜灵恶虫威苄嘧磺隆苯螨特治草醚 *** 310 双苯三唑醇除草定

4 糠菌唑糠菌唑磺酸丁嘧啶稻虱净丁酮威 *** 丁酮威亚砜播土隆苏达灭西维因多菌灵长杀草呋喃丹萎锈灵唑酮草酯氯溴隆毒虫畏定虫隆氯草敏枯草隆氯苯胺灵甲基毒死蜱

5 氯磺隆醚磺隆烯草酮炔草酯四螨嗪异恶草酮解毒喹蝇毒磷草净津草灭特霜脲氰环唑醇嘧菌环胺环丙马秦丁酰肼脱乙基阿特拉津去乙基特丁津脱异丙基莠去津内吸磷 -S- 甲基砜甜菜安二嗪农

6 除线磷抑菌灵敌敌畏苄氯三唑醇乙霉威苯醚甲环唑苯醚甲环唑枯莠隆除虫脲吡氟草胺噁唑隆二甲草胺二甲噻草胺乐果烯酰吗啉烯酰吗啉烯唑醇二苯胺乙拌磷敌草隆吗菌灵 EPN

7 氟环唑 *** *** 141 乙硫苯威乙硫苯威砜乙硫苯威亚砜乙硫磷乙菌定唑啶草灭线磷乙嘧硫磷噁唑菌酮 *** 238 苯线磷氯苯嘧啶醇喹螨醚腈苯唑甲氟酰胺环酰菌胺仲丁威恶唑禾草灵苯氧威拌种咯甲氰菊酯丁苯吗啉

8 倍硫磷倍硫磷非草隆氟虫腈麦草氟异丙酯麦草氟甲酯啶嘧磺隆吡氟禾草灵氟噻草胺氟虫脲咯菌腈伏草隆乙羧氟草醚氟草烟呋草酮氟硅唑粉唑醇灭菌丹 *** 232 地虫磷 *** 137 伐虫脒麦穗宁呋线威

9 氟吡甲禾灵蚜螨磷己唑醇氟铃脲环嗪酮噻螨酮羟基莠去津抑霉唑咪唑烟酸咪唑喹啉酸吡虫啉茚虫威碘苯腈咪唑霉缬霉威甲硫基 -4- 叔丁基氨基环丙基氨基 -S- 三嗪甲硫基 -4- 叔丁基氨基环丙基氨基 -S- 三嗪代谢物 110 氯唑磷异丙胺磷异丙隆异噁唑草酮

10 醚菌酯环草定利谷隆氯芬奴隆马拉氧磷马拉硫磷甲苯咪唑灭蚜磷嘧菌胺甲霜灵苯嗪草酮吡草胺叶菌唑噻唑隆甲胺磷呋菌胺杀扑磷灭虫威灭多虫秀谷隆甲氧毒草安速灭威

11 磺草唑胺甲氧隆赛克津甲磺隆草达灭绿谷隆灭草隆腈菌唑二溴磷敌草胺草不隆烟嘧磺隆氟苯嘧啶醇 *** 252 呋酰胺氧化乐果恶霜灵草氨酰砜吸磷多效唑甲基对氧磷乙基对硫磷甲基对硫磷

12 戊菌唑戊菌隆二甲戊乐灵苯敌草稻丰散甲拌磷伏杀磷亚胺硫磷肟硫磷氟吡酰草胺啶氧菌酯抗蚜威乙基虫螨磷甲基虫螨磷甲基氟嘧磺隆咪鲜胺腐霉利丙溴磷猛杀威扑灭通扑草净扑草胺

13 霜霉威敌稗扑灭津巴胺磷苯胺灵戊唑醇戊唑醇残杀威拿草特苄草丹氟磺隆吡蚜酮吡唑醚菌酯定菌膦哒螨灵嘧霉胺吡丙醚喹硫磷氯甲喹啉酸灭螨猛喹氧灵

14 喹禾灵玉嘧磺隆鱼藤酮西玛津西草净螺甲螨酯磺酰磺隆硫特普硫灭克磷戊唑醇虫酰肼牧草胺特丁噻草隆伏虫隆特丁磷特丁通特丁津特丁净杀虫畏噻苯达唑噻虫啉噻虫嗪

15 噻吩磺隆杀虫环硫双威久效威甲基硫菌灵甲基立枯磷甲苯氟磺胺三唑酮三唑醇醚苯磺隆三唑磷苯磺隆敌百虫三氯卡班三环唑草达津肟菌酯氟菌唑杀铃脲氟胺磺隆蚜灭多

16 表 1B. SB C18 色谱柱检测的灵敏度低和色谱分离度差的化合物溶剂检测限母离子子离子 (pg) 原因乙草胺在 SB C18 色谱柱上分离度差 224 苯并噻二唑超出窗口 91 草不绿在 SB C18 色谱柱上分离度差 238 涕灭砜威干扰 177 敌菌灵超出窗口 178 乙基谷硫磷超出窗口 132 丙硫克百威超出窗口 252 溴苯腈 >100 灵敏度低 223 绿麦隆超出窗口 140 乙氧喹 >100 色谱分离度差 148 苯锈啶色谱分离度差 57 伊曲康唑 *** 无定性离子 404 甲硫威砜 *** 无定性离子 217 尼古丁 *** 离子化效率低 132 大灭虫超出窗口 153 克螨特 >100 灵敏度低 Na 57 啶斑肟 >100 灵敏度低 263 多杀菌素 A 未从 SB C18 柱流出 99 多杀菌素 D 未从 SB C18 柱流出 142 螺环菌胺 >100 标准品分解 100 特草定 >100 灵敏度低

17 MRM transitions 的驻留时间为 10 ms 记录了色谱运行中八个不同的时间段, 每个时间段包含大约 50 种农药为了监测恰好在时间段交界处流出的化合物, 有必要交叠此时流出的农药图 1 为浓度均为 100 ppb 的 301 种化合物标准品经色谱分离的色谱图根据每个质子化的分子及其 MRM transitions 子离子, 将每个目标分析物的萃取离子色谱图进行重叠蔬菜基质样品的分析应用为确证方法是否可适用于实际样品的分析, 对两个不同基质 ( 青椒和西红柿 ) 匹配的标准样品进行了分析, 并与相应纯溶剂标准样品比较, 采用六个样品浓度 ( 和 100 ng/ml 或 ppb) 图 2 展示了青椒基质中二嗪农的标准曲线表 1A 列出了青椒基质条件下分析的 r 2 值, 还有纯溶剂和西红柿基质的相关数据各化合物在超过两个数量级的浓度范围内线性关系良好, 并且检测灵敏度高, 大多数化合物的线性相关系数 r 2 大于 0.99, 其中 150 个化合物的检测限在 1-10 pg 范围内, 而另 140 个化合物的检测限在 pg 范围内有 11 个化合物离子化效果很差或色谱分离不佳, 未能达到 mg/kg 的检测水平这些化合物见表 1B 图 1. 八个时间段下浓度均为 100 ppb 的 301 种农药标准品子离子的色谱图 (MRM) 17

18 Diazinon - 6 Levels, 6 Levels Used, 6 Points, 6 Points Used, 0 QCs y = * x _ R = _ 10 _ ng/ml 图 2. 未经任何处理的青椒中二嗪农在 ng/ml(ppb) 范围内六 MRMR 个浓度点的校准曲线图 3 展示了青椒提取物中二嗪农的定性离子比率, 农药混合物加标浓度 µg/g( 柱上 100 pg) m/z 169 的离子作为定量离子,m/z 153 的离子作为定性离子, 范围定为离子比率的 ±20% 如图 3 的两个离子曲线所示, 由于 MRM transitions 的选择性和仪器的检测灵敏度, 在这种复杂基质中, 二嗪农很容易被鉴定大体上,301 种农药的检测限符合当前欧盟规定的相应最大残留限量要求而且, 使用 1.8 µm 填料色谱柱可以得到 5-10 s 峰宽的尖锐色谱峰因此, 使用 10 ms 快速的驻留时间对于获得表 1A 所列的定量结果非常重要最后, 定量离子仪器的五次重复性分析的相对标准偏差 (RSD) 是 6%( 中间 ) 或者 6.7%( 平均 ) 这些数据在 0.1 mg/kg 浓度水平下得到 , Ratio= min m/z 图 3. 展示了青椒基质中二嗪农定性离子和定量离子的离子比率 18

19 结论本研究的结果显示,Agilent 6410 三重四极杆是一种耐用性强灵敏度高并且重现性好的仪器, 可用于食物如蔬菜提取物中农药的高通量研究 50% 的化合物仪器的检测限在 1-10 pg 范围内, 90% 的化合物在 100 pg 以下这些检测限包括对于化合物鉴定非常重要的定量离子和定性离子由于每个时间段包含 100 次 transitions, 所以这些检测限使检测非常灵敏, 足够每个时间段分析约个化合物 ( 当方法具有良好重现性时, 每个时间段最少重叠 5-10 个化合物 ) 采用 Agilent 6410 三重四极杆质谱和两种子离子确证, 进样体积 10 µl 时, 对于至少 90% 的农药, 检测限一可达到 mg/kg (ppm) 该最大残留限量是婴儿食品限量禁用农药限量以及环境与食品分析科学家使用新购液相色谱串联质谱联用系统进行实际食品基质样品检测的一般要求参考文献 1. Imma Ferrer, E. M. Thurman, Y. Fang, P. Zavitsanos, J. A. Zweigenbaum, 采用液相色谱 / 三重串联四极杆质谱技术进行食品中 100 种农药的多残留分析, 安捷伦科技出版号 CHCN,2006 年 8 月 2. M. Anastassiades, S. J. Lehotay, D. Stajnbaher, and F. J. Schenck, J. AOAC International, 86 (2003) 更多信息如需了解更多有关我们产品和服务的信息, 请访问我们的网站 : 19

20 安捷伦对本材料可能存在的错误, 或由于提供展示或使用本资料所造成的间接损失不承担任何责任本文中的信息说明及技术指标如有变更, 恕不另行通知安捷伦科技 ( 中国 ) 有限公司, 年 11 月 5 日, 中国印刷 CHCN

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print p 真 (3Cx, 0535-(388435 第 1 页 - w 5 页 1 戊菌隆 0.0125 OI/MI 4//T 19(48-200( :1 2 甲拌磷 0.00(3 OI/MI 4//T 19(48-200( :1 3 k 氯硝基苯 0.0125 OI/MI 4//T 19(48-200( :1 4 地虫硫磷 0.00(3 OI/MI 4//T 19(48-200( :1 5 艾氏剂 0.0125