目录 一. 方法包简介 3 二. 仪器简介 4 三. 相关政策及法规 5 四. 样品前处理方法 6 五. 仪器和设备 6 六. 筛查流程简介 7 七. 方法包使用简介 8 八. 应用文章 9 2

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1 多农残筛查全新解决方案以及方法包介绍 赛默飞世尔科技三重四极杆串接气质 The world leader in serving science

2 目录 一. 方法包简介 3 二. 仪器简介 4 三. 相关政策及法规 5 四. 样品前处理方法 6 五. 仪器和设备 6 六. 筛查流程简介 7 七. 方法包使用简介 8 八. 应用文章 9 2

3 一. 方法包简介 方法包是赛默飞世尔科技色谱质谱部应用部门针对客户需求提出的简易仪器使用流程, 方法包内所涉及的化合物均为常见的 能在 GC/MS 上检测的化合物, 如农药残留 多环芳烃 多氯联苯 多溴联苯和多溴联苯醚 邻苯二甲酸酯 亚硝胺等 方法包 的作用就是能使客户更快更简便得使用仪器, 尽快上手 方法包包括进样方法 数据处理方法 (TraceFinder 方法文件夹 ) 相关应用文章 相关标准 色谱柱信息 前处理方法 数 据文件等, 客户可以直接调用进样方法和数据处理方法完成化合物的定性定量分析 由于 Thermo ScientificTM TSQ 8000 Evo 采用 T-SRM 进样方法而不是分时间段的扫描方法, 原来的进样的方法可以直接调用, 即使保留时间会有微小的偏差, 也不会影响最终的结果 另外,TraceFinder 软件自带的数据库可以直接编辑数据处理方法, 数据库里包括化合物的名称 离子对 碰撞能量 定量离子 定性离子 CAS 号等信息 同时,TraceFinder 软件可以根据数据处理方法自动关联生成 TSQ 8000 Evo 的方法文件 这样应用 TraceFinder 就可以直接生成数据处理方法和进样方法 整个过程都是自动化的, 几乎不需要操作者手动输入任何操作信息 赛默飞 - 方法包 (Method Kit) 面向化合物 热点分析化合物 法规要求分析化合物 包括 : 邻苯二甲酸酯 PCB PAH PBDE 农残筛查 亚硝胺 二恶英 GB2763 烟草中农 残 PM2.5 香港规管方案 药典农残 乳制品中农残检测 除草剂 农产品能力验证 VOC svoc 等 目的 : 上手方便, 直接使用 方法包 仪器方法 数据处理方法 色谱图 RT 色谱柱信息 前处理方法 相关文献 C10 保留时间 RT: SM: 7G NL: 4.05E5 TIC F: + c EI SRM ms @cid6.00 [ ] MS 5ppb-1 NL: 4.05E5 TIC F: + c EI SRM ms @cid26.00 [ ] MS 5ppb-1 NL: 4.05E5 TIC F: + c EI SRM ms @cid34.00 [ ] MS 5ppb-1 NL: 4.05E5 TIC F: + c EI SRM ms @cid32.00 [ ] MS 5ppb-1 NL: 4.05E5 TIC F: + c EI SRM ms @cid30.00 [ ] MS 5ppb-1 NL: 4.05E5 TIC F: + c EI SRM ms @cid22.00 [ ] MS 5ppb-1 NL: 4.05E5 TIC F: + c EI SRM ms @cid34.00 [ ] MS 5ppb-1 NL: 4.05E5 TIC F: + c EI SRM ms @cid8.00 [ ] MS 5ppb Time (min) 3

4 二. 仪器简介 TSQ 8000 Evo 三重四极杆串接气质联用仪 秉承着在气相色谱三重四极杆质谱中技术的一贯领先优势,Thermo Fisher Scientific 在推出 TSQ 8000 之后再次创新, 推出了更新的一款气相串接质谱仪 TSQ 8000 Evo, 该款高效的 GC/MS/MS 提供了永不停机的生产率, 其出色的灵敏度, 超快的扫描速度, 简便的 MSMS 功能, 满足最苛刻的定量定性分析要求, 为食品安全 环境分析 法医和制药应用分析提供基础 TSQ 8000 Evo 主要特点 : AutoSRM 功能自动优化二级离子对信息 ; 定时保留时间 SRM 功能 (T-SRM) 和定时保留时间 SIM 功能 (T-SIM) 使高通量检测成为可能, 并且优化方法设置参数, 无需分配时间段 ; 最新的 TraceFinder 软件, 提供最新的技术平台, 界面友好的色谱分析软件, 可以直接调用数据库信息自动建立数据处理方法及进样方法 ; 高达 800 MRM/s 的扫描速度, 即使在极限高速扫描条件下仍不会过多损失灵敏度 在质谱不泄真空的情况下, 更换整个离子源, 节省常规系统维护时间, 简化操作 ; 双灯丝设计, 并且灯丝在同一侧 ; 离子源上具有双加热区, 有效去除基质对离子源的污染, 节省维护时间 ; 弯曲的预四极杆, 有效去除中性噪音, 减少背景并提高灵敏度 方法桥, 可以读取 Thermo ScientificTM ISQ 单四极杆气质联用仪的方法或者其他公司的 SRM 方法 4

5 三. 相关法规及政策 中国 : 中国 2005 年公布了国家标准, 对食品中的农药最大残留限量进行了明确规定,2006 年出台了 农产品质量安全法, 2007 年出台了 农药管理规定,2009 年出台了 食品安全法,2010 年成立农药残留标准评审委员会, 以对食品中的农药残留进行强行限定, 保证食品安全 2016 年 12 月 29 日, 国家卫生计生委 农业部 食品药品监管总局联合公告, 发布 食品安全国家标准食品中农药最大残留限量 (GB ) 等 107 项食品国家安全标准, 其中 GB 为通用限量标准, 其余 106 项均为农残检测方法标准, 新标准将于 2017 年 6 月 18 日起实施 日本 :2003 年 5 月, 日本修订了 食品卫生法 根据 食品卫生法,2006 年 5 月 29 日起日本开始实施食品中农业化学品残留 肯定列表制度, 并执行新的残留限量标准 该制度要求 : 食品中农业化学品含量不得超过最大残留限量标准 ; 对于未制订最大残留限量标准的农业化学品, 其在食品中的含量不得超过 一律标准, 即 0.01 mg/kg 欧盟 : 欧盟 2002 年发布了 欧盟一般食品法 (EC178/2002), 规定了食品法的基本原则与要求, 并专门成立了欧盟食品安全局, 负责制定欧盟统一的农药最大残留限量标准, 这些标准以欧盟法规 动植物产品中农药最大残留限量 (EC 396/2005) 形式发布, 该法规定了欧盟将对现有的农药残留限量标准相关指令进行合并和修订, 统一欧盟 27 个成员国标准, 涉及 1100 种杀虫剂在 315 种农产品中的最高残留限量, 并对现有标准不能覆盖的农药在食品中的残留采用 0.01 ppm 的统一标准 美国 : 美国食品安全管理机构主要有 3 个, 国家环境保护署负责农药登记 注册及标识, 制定农药 环境化学物的残留限量和有关法规, 公布 化学农药在食品中的残留限量与残留容许量豁免 ; 食品药品管理局负责美国国内和进口的食品安全 ( 肉类和家禽产品除外 ); 美国农业部的食品安全检验局, 负责肉类和家禽食品安全 美国已制定了涉及 380 种农药约 项农药最大残留限量标准, 此外还对有致癌性 未确定安全剂量的农药实行 零残留 制度 目前, 随着新型农药的不断出现, 农药种类的增多, 检测样品品种不断增多, 残留限量不断降低, 越来越要求我们采用更快捷更灵敏的仪器进行实际样品的检测 赛默飞世尔科技的三重四极杆气相色谱质谱联用仪 TSQ 8000 Evo 正是为了满足日益增加的检测要求而推出的 TSQ 8000 Evo 不仅具有超高的灵敏度, 可以满足残留限量不断降低的检测要求, 同时也具备高通量的特性, 一针进样可以同时检测几百种农药的残留量 5

6 四. 仪器和设备 仪器 :Thermo Scientific TM TSQ 8000 Evo 气相色谱三重四极杆串接质谱仪 设备 : 凝胶渗透色谱 电子天平 涡旋混合器 离心机 旋转蒸发仪 氮吹仪 离心管等 色谱柱 :TR-5MS(30 m*0.25 mm*0.25 µm) 毛细管色谱柱 (Thermo Fisher Scientific) C10 保留时间为 min 五. 样品前处理 由于农药种类繁多, 并且检测样品多种多样, 目前, 应用比较广泛且有效的方法是一种称之为 QuEChERS(Quick, Easy, Cheap, Effective, Ruggedand Safe) 的方法 QuEchERS 方法对大量极性及挥发性的农药回收率高, 分析准确度高, 并且操作简便, 污染小, 因而被广泛使用于农药分析的前处理中 QuEchERS 的方法简单概括为提取, 净化和萃取的过程, 具体过程如下图所示 ( 参考 EN 方法 ): 步骤 1 提取过程 向装有 10 g 样品中加入 10 ml 乙腈, 然后加入内标, 振摇 加入 4 g MgSO 4,1 g NaCl,1 g 水合柠檬酸三钠,0.5 g 水合柠檬酸二钠, 振摇 1 min, 然后 3000 U/min 下离心 5 min 步骤 2 净化过程 分散型 SPE 净化过程 萃取柱净化过程 取 1 ml 上清液转移至装有 150 mg MgSO4 和 25 mg PSA( 可加入 2.5 mg 或 7.5 mg GCB 用于去除色素 ) 的离心管中, 振摇 30 s( 如果加入 GCB, 振摇 5 min), 然后在 3000 U/min 下离心 5 min 用 5 ml 甲苯淋洗 PSA 和 GCB 双层复合小柱, 转移上清液至小柱, 开始收集, 然后用 6-12 ml 3:1 丙酮 : 甲苯溶剂洗脱, 浓缩后进行 GC/MS 分析 用含 5% 甲酸的乙腈溶液保存, 如果进行 GC/MS 检测, 需要转换溶剂 GCB: 石墨化碳黑 MgSO4: 硫酸镁 NaCl: 氯化钠 PSA: 伯仲胺 6 6

7 六. 筛查流程简介 筛查流程可以简要得概述为以下三部分 : 1. 校准保留时间 2. 下载方法包 3. 使用方法包筛查 1. 校准保留时间 TraceFinder 软件中自带的二级数据库, 可以作为筛查的数据库 在整个筛查实验中, 我们把数据库中所有化合物的离子对都加入到筛查进样方法中, 由于 TSQ 8000 具有 T-SRM( 定时保留时间 ) 功能, 所以可以一针进样检测高达 多个离子对 由于化合物数目众多, 保留时间就显得尤为重要 校准保留时间的目的就是将化合物的保留时间校准到数据库里的保留时间, 使得筛查不仅可以以离子对为参考, 也可以以保留时间为参考 校准保留时间需要用到, 此软件通过检测色谱柱实际的内径以及长度, 调整 K 值, 从而达到校准 保留时间的目的 只需要进一针样品, 就可以调整保留时间, 使之与数据库的保留时间一致 具体方法可以参考应用文章部分 7

8 保留时间校准 2. 下载方法包在方法包页面 下载相对应的方法包文件夹以及 pdf 文档 3. 使用方法包进行筛查 ( 具体参考方法包使用章节 ) 8

9 七. 方法包的使用 1. 进样方法使用 : 直接使用方法包中 meth 结尾的不同仪器配置可能稍有不同, 可以参考以下方法截图 文件, 进行进样分析 9

10 10

11 2. 数据处理方法建立 : 直接拷贝方法包中的文件夹到 C:\TraceFinderData\3.2\Methods 或者 C:\ TraceFinderData\3.3\Methods 中 ( 根据自己 TraceFinder 的版本寻找相对应的路径 ), 方法就可以直接在 TraceFinder 软件中打开, 这 个方法包括数据处理方法和进样方法 3. 将步骤 1 中的进样方法拷贝粘贴到 C:\TraceFinderData\InstrumentMethods 中, 在 Instrument Methods 中选择这个文件, 然后保存 这个 TraceFinder 的 Master Method 11

12 4. 将按照步骤 1 进样完成的数据文件与 TraceFinder 方法相关联, 得到完整的数据处理方法 按需要更改保留时间等参数进一步对数 据处理方法进行优化, 得到准确的数据处理方法 整个过程无需输入化合物信息, 离子对信息, 挑选离子对信息找到化合物, 所有的步骤均是自动完成, 一点即可, 极大得提高分析效率, 简化方法流程 最终只需要再输入定量的标准曲线各浓度点和具体浓度即可完成数据处理方法的建立 12

13 八. 应用文章 13

14 赛默飞三重四极杆气质联用仪 TSQ 8000 Evo 一针进样筛查蔬菜中的 933 种农药残留以及环境污染物 AN_C_GC_1_201609B 1. 前言 诸如农药残留等的食品安全问题已经成为世界上各个国家的研究热点 许多国家和国际性组织对农药的残留限量 (MRLs) 进行了严格的规定 [1] 在农残标准数量方面, 我国仍处于起步阶段 据报道, 中国的农残限量指标分别是 CAC 的 7.0% 欧盟的 9.9%, 涉及到的农药种类分别是 CAC 的 35.6%, 欧盟的 68.4% 2014 年颁布实施的 GB 2763 食品中最大农药残留量 规定了 387 种农药在 284 种 ( 类 ) 食品中 3650 项限量指标 ; 而 2014 年正式实施的香港规例则对 584 种 ( 类 ) 食品农产品中的 360 种农药, 制定了 7083 项残留限量标准 未来, 我国政府仍将保持较快的农药标准制修订的速度, 逐步缩小同发达国家的差距 这无疑对农药残留等食品安全的检测工作带来了巨大挑战 气相色谱三重四极杆串接质谱 GC-MS/MS 由于其高通量 高灵敏度 高特异性的特性, 逐渐替代单四极杆气相色谱质谱 GC-MS, 从而成为食品安全检测领域的主力 目前, 随着检测市场的发展以及检测手段的普及, 我国已经陆续出台 GC- MS/MS 相关的一系列检测法规, 如 YQ/T 烟草及烟草制品多种农药残留量的测定, 此行业标准规定了赛默飞三重四极杆气质联用仪 TSQ 8000 Evo 一针进样筛查蔬菜中的 933 种农药残留以及环境污染物 160 种烟草中常见农残的检测方法 ;2015 年新版药典规定应用 GC-MS/MS 检测中药中 74 种常见的农药残留等 赛默飞 TSQ 8000 Evo 的设计旨在提高实验室效率 本文介绍了应用 TSQ 8000 Evo 结合 Tracefinder 数据库及 T-SRM( 定时保留时间 - 选择反应监测 ), 一针进样同时检测 933 种化合物的方法, 可以帮助实验人员快速筛查并准确定量蔬菜及水果基质样品中的有害物质 2. 实验部分 2.1 仪器和试剂质谱仪 :TSQ 8000 Evo 质谱仪 ( 赛默飞世尔科技, 美国 ); 气相色谱仪 :Trace1310 气相色谱配 AI 1310 自动进样器 ( 赛默飞世尔科技, 美国 ); 色谱柱 :TG-5SILMS 30 m 0.25 mm 0.25 µm 毛细管色谱柱 ; 试剂 : 正己烷, 丙酮 ; 2.2 仪器方法色谱方法升温程序 :40 (1.5 min)_25 /min_90 (1.5min)_25 /min_180 _5 /min_280 _10 /min_ (5 min); 进样方式 : 不分流进样 ( 不分流时间 :1 min), 进样口温度 270 ; 载气流速 :1.2 ml/min( 恒流 ) 进样体积 :1.0 µl 14

15 质谱方法传输线温度 :280 离子源温度 :300 扫描方式 : 定时扫描 -SRM 模式 (Timed -SRM) 2.3 样品前处理方法实验前处理方法参照 NY/T 蔬菜和水果中有机磷 有机氯 拟除虫菊酯和氨基甲酸酯类农药多残留的测定 3. 实验结果及分析 3.1 RT alignment 保留时间作为重要的定性依据, 其准确性至关重要 使用 RT alignment 功能, 可快速的将当前色谱状态下的保留时间校准到数据库里的保留时间 当然, 也可以根据实际需要, 校准到先前某个状态下的保留时间 两者相差最大不会超过 0.2min 结合独有的 T-SRM 扫描功能, 也可提高保留时间漂移的容忍度 由此, 无需任何标准品, 即可快速的建立筛查方法, 完成筛查或定量分析 图 1. 校准后的保留时间与数据库里的保留时间 表 1. RT alignment 结果示例 Compounds column1 column 2 No corrected column 2 Corrected Δ Corrected (min) Tetrachloro-m-xylene beta-bhc delta-bhc Aldrin Heptachlor epoxide gamma-chlordane alpha-chlordane Endosulfan II Endrin aldehyde Endosulfan sulfate Endrin ketone Decachlorobiphenyl 快速筛查方法建立赛默飞 TSQ 8000 Evo 的数据库共有食品安全及环境领域中常见的有机污染物 1142 种, 每种化合物包含定量离子对 定性离子对 碰撞能量 保留时间和 CAS 号等相关信息 本次实验主要筛查农药以及部分常见的环境污染物, 因此选择了其中 933 种作为筛查的对象对基质样品进行分析 TraceFinder 的主方法包含采集方法和数据处理方法, 通过从 TraceFinder 的数据库中选择所有的化合物加入到空白主方法中, 编辑相关数据处理参数, 同时关联到采集方法, 可快速建立方法, 同时完成样品的采集及数据处理 ( 如图 2 3 所示 ) 15

16 图 2. 应用 TraceFinder 数据库中 933 种化合物进行主方法的设定 图 3. TraceFinder 数据库中 933 种化合物关联进入仪器方法界面 16

17 3.3 快速筛查方法实现的前提 TSQ 8000 Evo 独有的 T-SRM 扫描不同于传统的分段式扫描 传统分段扫描模式按照目标化合物的保留时间进行不重叠的划分时间段, 每个时间段里根据流出的目标化合物设定相应的参数 随着目标化合物数目的增加, 受质谱扫描速度及数据扫描点数的限制, 必然需要尽可能的细分时间段, 确保每个时间段内的组分尽可能的少 由此, 保留时间的微小漂移势必导致部分化合物不能完全采集的情况发生 需要定期用混标重新定位保留时间, 进而重新分段, 工作量很大 另一方面, 每个时间 段得到的化合物的扫描点数可能由于扫描时间的限制而过少 T-SRM 可以有针对性地进行方法编辑, 简单来说, 即化合物出现的时候才对化合物进行扫描, 每个化合物都是一个独立的时间段, 而各个时间段可以适当调整, 大大减少重叠的部分 ( 如图 4 所示 ), 使得仪器扫描的效率得到最大化 并且, 不需要像分段扫描那样, 设置每个离子对的 dwelltime, 而是直接设置每个峰的扫描点数, 至于扫描速度的调节, 是由软件本身自己完成的, 这样就使建立方法更加简便 图 4. 传统分段式 SRM 和 T-SRM 的效率比较 3.4 筛查结果 选取常见蔬菜如丝瓜 辣椒为实验用基质样品, 参考 2.3 前处理方法平行处理 2 份 一份为对照样品, 一份添加低浓度的混标 (<10ppb), 作为验证样品 应用建立的 933 种化合物的筛 查方法, 进行分析 所有添加农残均检出, 并得到准确定量 筛查结果如下表 17

18 表 2. 筛查结果 农药 中文名称 丝瓜样品 ( 空白 ) 丝瓜样品 ( 加标 ) 辣椒样品 ( 空白 ) 辣椒样品 ( 加标 ) Acephate 乙酰甲胺磷 NF 2.33 NF 2.63 Acetamiprid 啶虫脒 NF 2.36 NF 2.41 Bifenthrin 联苯菊酯 NF 4.14 NF 3.42 Carbofuran(Carbofuran, 3-Hydroxy) 呋喃丹 ( 包括 3- 羟基克百威 ) NF 4.78 NF 4.02 Chlorpyrifos-ethyl 毒死蜱 NF 6.45 NF 5.67 Cyfluthrin 4 peaks 氟氯氰菊酯 NF 3.72 NF 3.66 Cyhalothrin 2 peaks 氯氟氰菊酯 NF 3.88 NF 3.45 Cypermethrin 4 peaks 氯氰菊酯 NF 4.75 NF 4.26 Deltamethrin 溴氰菊酯 NF 3.69 NF 3.68 Dichlorvos 敌敌畏 NF 5.48 NF 3.81 Dicofol 三氯杀螨醇 NF 3.24 NF 2.95 Dimethoate 乐果 NF 5.04 NF 3.83 Endosulfan 2 peaks 硫丹 NF 3.93 NF 3.43 Fenitrothion 杀螟硫磷 NF 4.95 NF 4.07 Fenpropathrin 甲氰菊酯 NF 3.84 NF 3.57 Fenvalerate (Esfenvalerate) 氰戊菊酯 ( 包括顺式氰戊菊脂 ) NF 3.93 NF 3.37 Fipronil 氟虫腈 NF 3.65 NF 3.79 Isocarbophos 水胺硫磷 NF 4.64 NF 3.99 Isofenphos-methyl 甲基异柳磷 NF 4.37 NF 3.67 Malathion 马拉硫磷 NF 4.28 NF 4.60 Methamidophos 甲胺磷 NF 2.56 NF 2.61 Omethoate 氧化乐果 NF 2.46 NF 2.74 Parathion(ethyl) 对硫磷 NF 6.06 NF 5.60 Parathion-methyl 甲基对硫磷 NF 3.93 NF 3.72 Permethrin 2 peaks 氯菊酯 NF 4.89 NF 3.51 Phorate 甲拌磷 NF 3.54 NF 3.01 Procymidone 腐霉利 NF 6.24 NF 4.84 Profenofos 丙溴磷 NF 6.43 NF 5.10 Sulfotep 治螟磷 NF 4.63 NF 3.69 Terbufos 特丁磷 NF 4.12 NF 3.22 Triadimefon 三唑酮 NF 4.06 NF 3.50 Triazophos 三唑磷 NF 3.33 NF 3.41 分别配制浓度为 1ppb 10ppb 20ppb 40ppb 100ppb 及 200ppb 的溶剂混标, 每个浓度水平连续进样 6 针, 通过比较 回读值与理论值的偏差及 RSD, 进一步考察线性范围 稳定 性及标曲的准确性 结果见表 3 18

19 表 3. 部分农药组分标曲回读值 与理论浓度的偏差及 RSD 结果 Chlorpyrifos-ethyl STD Average Deviation(%) RSD(%) Permethrin 2peaks STD Average Deviation(%) RSD(%) Methamidophos STD Average Deviation(%) RSD(%) 分别对丝瓜 ( 加标 ) 及辣椒 ( 加标 ) 样品, 连续进样 10 针 通过峰面积计算 RSD 值 结果见表 2 图 5. 基质样品 RSD 结果 19

20 为了考察仪器灵敏度, 不断稀释标品, 大多数农残在浓度为 0.5ppb 时, 依然有较好的响应, 部分农药在其他浓度有较好的峰形和 灵敏度, 相关色谱图见图 6-8 图 6 乐果 (1ppb) 图 7 啶虫脒 (2ppb) Cyfluthrin 4 peaks Chlorpyrifos-ethyl Cypermethrin 4 peaks Fenitrothion Fenpropathrin Fipronil Isocarbophos Isofenphos-methyl Malathion 20

21 Parathion (ethyl) Parathion-methyl Permethrin 2 peaks Phorate Procymidone Profenofos Sulfotep Terbufos Triadimefon 图 8 部分农药组分色谱图 (0.5ppb) 4. FullScan 与 SRM 交替扫描赛默飞 TSQ 8000 Evo 快速的扫描速度, 能够满足在利用 T-SRM 扫描进行筛查或定量的同时, 进行 FullScan 扫描 由此, 既可以对目标物进行定量, 也可以对可疑物质进行谱库检索定性,Tracefinder 软件可以同时提供定性与定量结果 图 9. FullScan 与 SRM 交替扫描仪器方法截图 21

22 图 10. 交替扫描离子对通道 图 11. 实际质谱图与 NIST 谱库比较图 22

23 5. 结论本文应用赛默飞三重四极杆气质联用仪 TSQ 8000 Evo, 结合 TraceFinder 软件实现了一针进样同时筛查 933 种农药及部分环境污染物的 在此条件下, 依然能够得到很好的方法学指标 TSQ8000 Evo 在农产品农药残留定性定量应用领域, 具有高选择性 高灵敏度 高稳定性和高通量的特点, 完全能够胜任监管部门要求的实际样品中不确定农药的低浓度筛查 确认和定量分析的要求 参考文献 : [1] http: / / 另一方面,TSQ 8000 Evo 能够实现 SRM 与 FullScan 的交替扫描, 能够同时完成定性与定量的分析工作, 能够节约分析时间, 大大提高实验室的效率 23

24 Thermo Retention Time Alignment 软件功能介绍 Technical Note_C-GCMSMS-1 概述 Thermo Retention Time Alignment 软件可以保证 TRACE1300 系列气相色谱, 在更短的时间内获得更佳的分析质量, 达到事半功倍的效果 它可以消除色谱的变化带来的保留时间的偏离, 同时可以使不同系统之间和不同次进样之间的保留时间得以重现 此软件将使任意一台 TRACE1300 系列 GC 系统中获得的保留时间与其他使用相同类型色谱柱的系统保留时间相匹配 目前已经提供了带有此软件功能的农药数据库, 其中含有 670 种农药在锁定条件下的保留时间 此软件可用于 TRACE1300 系列气相色谱的任何 GC 检测器 ( 包括三重四极杆质谱 ), 任何进样口或进样器类型, 具有相同固定相和内径的不同长度的毛细管色谱柱 一软件使用流程如下 : 1 选择合适的正构烷烃 ( 推荐使用 C 10 H 24 正癸烷 ) 2 设置合适的柱箱恒温程序, 使其以上所选正构烷烃的保留时间处于 10 < RT < 20 min; 3 记录该正构烷烃的 RT(retention time 保留时间 ); 4 柱子切割后, 使用同一恒温程序再次运行该正构烷烃, 记录其 RT 及空气峰死时间 (Void time); 将以上各参数输入 RT 校准软件 ( 见图 1) 以计算最终柱子虚拟参数并将其输入 GC 面板 二实例分析仪器方法 : 1. GC 方法设置 ( 图 2, 图 3, 图 4) Oven:50 ( 维持 20min) 进样口温度 :PTV CT 分流进样, 分流比为 50 : 1, 柱流速为 1.0 ml/min 传输线温度 :280 ; 进样体积 :1 ul 图 2. 自动进样器方法设置 图 1. Thermo Retention Time Alignment 软件 24

25 图 3. GC 炉温设置 图 6. 色谱住切割之前空气峰及正癸烷出峰情况 色谱柱进行切割之后, 在 GC 条件保持不变的情况下, 对正癸烷纯品进行二次数据采集, 数据结果如图 7 所示 : 图 4. GC 进样口设置 2. 质谱方法 ( 图 5) 图 7. 色谱住切割之后空气峰及正癸烷出峰情况 将上述操作得到的两组数据代入到软件中, 由软件自动计算色谱柱切割之后的相关信息, 计算结果如图 8 所示 : 图 5. 质谱方法设置 3. 实验结果依照上述仪器方法, 对正癸烷标准品进行数据采集, 数据结果如图 6 所示 : 图 8. 软件自动计算色谱柱校准结果 25

26 将上述软件计算结果通过 GC 色谱柱设置软件图 9, 输入到 GC 系统里, 进行化合物的保留时间校正 在进行保留时间校准后, 对正癸烷标准品进行第三次数据采集, 数据结果如图 10 所示 : 图 10. 保留时间校准后正癸烷色谱图 使用 Thermo Retention Time Alignment 软件, 我们能够对正癸烷的保留时间进行准确校准, 目标物保留时间校准前后实验比对如图 11 所示 : 图 9. 色谱柱相关信息设置软件面板 图 11. 保留时间校准前后, 正癸烷实验结果对比图 农残检测实例应用分析, 所涉及的农药品种为有机磷, 有机氯及菊酯类农药 我们使用 Thermo Retention Time Alignment 软件, 使得目标化合物在色谱柱进行柱头切割维护后, 保留时 间保持不变, 保证数据处理方法稳定, 提高了多农残检测分析的工作效率 26

27 图 12. 保留时间校准前后, 农药残留检测项目实验结果对比图 小结使用 Thermo Retention Time Alignment 软件进行化合物的保留时间校准, 可以大大提高实验室工作效率, 尤其在进行多农残检测的时候, 不仅优化了实验操作流程, 同时可以使目标合物和未知化合物的保留时间均可得到重现, 这样我们就可以直接利用保留时间进行定性分析 赛默飞目前已经开发了一种农药筛选方法, 并建立了一个包括 670 种农药的保留时间数据库 只要使用 Thermo Retention Time Alignment 软件就可以使您的色谱仪上农药保留时间与数据库的值一致, 通过计算机检索数据库, 达到化合物筛查定性的结果, 这对于未知化合物筛查有着重要的意义 27

28 TSQ 8000 Evo GC-MS/MS 一针进样分析大米中 666 种农残组分 David Steiniger, 1 Dwain Cardona, 1 Cristian Cojocariu, 2 Paul Silcock, 2 Alexander Semyonov, 1 Jason Cole 1 1 Thermo Fisher Scientific,Austin,TX; 2 Thermo Fisher Scientific Pesticide Analysis Center of Excellence, UK Technical Note_C-GCMSMS-1 概览目的 : 使用快速碰撞池技术来提高农药检测方法容量方法 : 搭载了 QuEChERS 的 GC-MS/MS(Thermo Scientic TM TSQ TM 8000 Evo) 系统结果 : 添加二级碰撞池的高转换速度使得测量低于 EU 监管水平的农药浓度成为可能介绍大量的食用商品需要接受农残分析 大米是世界上十大食用商品之一,2013 年的交易量为 4 7 亿吨 大米的生产国家主要 分布在亚洲, 以印度和中国为最大的两个出口国 对这类商品进行农残控制, 需要在世界上多个国家的实验室里进行大量的分析 [1] [2] [3] 欧盟监管条例和数据库中对多达 450 种农药明确限定了最大残留水平 对多种农药进行高效的测量需要在单个测试方法中实现尽量多的定靶分析 随着通用样品处理技术, 如 QuEChERS, 以及 GC-MS/MS 等选择性分离和测量技术的发展, 将多种农药合并在单个分析方法中进行分析已经变得越来越普遍 然而, 因为在使用多残留检测使用大量 SRM 通道进行分析时, 单个选择反应监控 (SRM) 的弛豫时间缩短, 这些高容量方法经常造成仪器的灵敏度下降 许多用户试图通过降低四极杆的分辨率来弥补这一点, 然而这个方法会提高杂质干扰的风险, 在复杂基质样品分析中尤为如此 GC 三重四级杆 MS 技术近期的发展并不是仅仅聚焦于硬件, 实际上, 要在高通量环境下支持多农残分析工作流程, 能够有效驱动仪器运行和处理复杂数据的强有力的软件同样不可或缺 我们建立了一种专注于包括大量化合物的多农残分析的方法, 通过使用搭载 7 新型快速碰撞池技术的 GC-MS/MS 系统并佐以独特的智慧软件工具, 本工作解决了对高灵敏度 高选择性, 和大容量的多农残分析方法的需求 方法样品制备利用 QuEChERS 技术制备了 1 g/ml 的大米基质提取物 最终提取物在环己烷 / 乙酸乙酯 (50:50 v/v) 溶剂中进行了交换 气相色谱 Thermo Scientific TM TRACE TM 1310 气相色谱仪被用于化合物分离 该系统配备了 ic PTV 进样器 表 1 和表 2 分别给出了进样器条件和升温程序 分析柱使用的是 Thermo Scientific TM TraceGOLD TG-5SILMS 30m 0.25mm 0.25 µm 柱 表 1 TRACE 1310 进样器参数载气 (ml/min): He,1 2 进样体积 (ml): 1 进样模块及模式 : ic-ptv 起始温度 ( ): 75 不分流时间 (min) 1 转移升温速率 ( /s) 2. 5(t0 300 ) 转移时间 (min) 3 清洁升温速率 ( /s) 14.5(t0 330 ) 28

29 表 2 TRACE 1310 柱温箱参数速率 温度 保持时间 Initial min. min Final TS Evo 仪器使用了电子轰击离子源 (El+), 并以 MS/ MS 模式运行 该仪器配备了一个新型加速碰撞池 (EvoCell), 能够支持更高的 SRM 转换速度 数据采集方面, 若无特别说 明, 每个化合物使用了 2-3 个 SRM 离子对 数据采集使用了 Timed-SRM( 定时 -SRM)( 图 1), 每个色谱峰采集至少 12 个点 SRM 离子对和碰撞能采自 Thermo Scientific TM TraceFinder TM 化合物数据库 数据处理是通过 Thermo Scientific TraceFinder 软件进行的 所有处理的 LOD 数据都是使用未纠正的峰面积计算的, 精确度为 99% 置信度 (Student's t) 表 3 三重四级杆质谱仪参数 Ts Evo 质谱仪参数转移管 :( ): 280 离子化类型 : El 离子源 ( ): 300 屯子能量 (ev): 70 采集模式 : Timed-SRM 定时 -SRM Q2 气体压力 ( 氩气 )( 吲 ): 60 Q1 峰宽 (Da): 0 7 Q3 峰宽 (Da): 0 7 TraditionaISegmented SRM TSQ 8000 Evo GC-MS/MS Timed-SRM 图 1 分段 SRM( 左 ) 和定时 -SRM( 右 ) 的采集时间表 定时 -SRM 能够避免采集不必要的离子对 ( 分段 SRM 方法中会出现这一情况 ), 从而更有效地利用弛豫时间 结果 转换速度的效果 Effect of transition speed 随着速度增强型离子透镜碰撞池的发展,TSQ 8000 Evo 仪器提供了使用高达 800SRM/s 转换速度的机会 这使得以下情况成为可能 : 提高 MS 采集速率的一个风险在于, 分析性能有可能因此降低, 甚至导致整个方法不再适合分析任务 对于多农残分析方法来说, 分析需求是要在单次运行中测量大量的化合物 ( ), 并且检测水平必须达到 10 ppb 甚至更低 使用快速色谱 增加每个化合物的离子对数目 增加一个方法中化合物的数目 使用快速 GC 或快速 GC 柱温箱升温程序 29

30 在不同的转换速度下测定了农药 bifenthrin 的检出限 (LOD), 以观察转换速度提高 ( 可高达 800 SRM/s) 对在低水平下精确检测化合物带来的影响 同时还用老式碰撞池技术对本实验进行了重复 图 2 展示了这些实验得到的数据 数据显示出, 检测限如预期般随着转换速度的升高而提高, 对老式碰撞池技术 ( 无法测定超过 200 SRM/s) 和 EvoCell 均如此 然而, 较之老式碰撞池技术,EvoCell 在 4 倍转换速率下达到相近的灵敏度, 而在 200 SRM/s 下的灵敏度也达到了老式技术的 3 5 倍 对通常的方法流程 GC 表现, 和数据处理来说, 在单次分析中检测 666 种农药都是不现实的 很多实验室会把他们的 GC-MS/MS 农药检测方法限制在 化合物范围内, 绝大部分检测大约 种农残 800 SRM/s 的极快转换速率 ( 尤其是在使用定时 -SRM 时 ) 在运行标准方法的情况下通常是不需要的 一种利用更快转换速率的方法是向您目前的化合物列表和方法中添加更多的离子对 这一点可以在很多方面带来好处 首先每个化合物的离子对数目越多, 对任何阳性残留检出的信心就越高 另一个好处是随着每个化合物的离子对数目的增加,SRM 直接干扰的可能性就会降低, 从而增加了对基质干扰的抵抗力 这意味着方法能够可靠地被应用于更大的样品范围 图 2 Bifenthrin 的 LOD vs 老式碰撞池技术和 EvoCell 的转换速率 本实验还扩大到使用真实基质样品 ( 大米 ) 中的多种农药作为样品, 不过这次专注于考察 EvoCell 达到转换速率极限时的分 析表现 为此目的, 我们创建了一个能够检测超过 666 种农药和其他杂质的方法, 并且一部分农药以 500 Us 的弛豫时间进行了数据采集 所得数据见图 3 图 4 在一个用不同离子对数目检测 262 种农药的分析方法中通过考察检测限比较老式标准碰撞池技术和 EvoCell 技术 使用 EvoCell 技术能够将 SRM 离子对数目提高至四倍, 上图检测的离子对数目为 5496( 图 4) 使用 EvoCell 对所有 262 种化合物进行分析得到的 ( 平均 )LOD(1.84 ppb) 低于使用老式碰撞池技术检测 1300 对 SRM 离子对得到的 LOD(2.63 ppb) 这证明, 在满足这些化合物所需达到的检测水平后, 仍有可能通过利用快速的 SRM 转换速率来提高方法容量 中等转换速率下的系统表现我们也实验考察了 TS Evo 系统在更常见的多农残分析采集环境下的定量表现 我们针对大米基质中的 262 种农药, 以每种农药 2 至 3 个离子对的水平进行了考察 大部分农药都能在基质水平远低于 图 3 大米基质中一些在 500 us 弛豫时间下测量的农药的分析表现 尽管采集条件比较极端, 所测农药的平均水平低于 2 ppb, 也低于 EU 通常要求的 10 ppb 限制 此外, 绝大部分化合物在 ppb 问的响应水平 ( 在与校准曲线基质相同的情况下 ) 的线性都 ( 未修正的 )>0.99 lppb 的情况下进行定量, 并且表现出很好的选 择性 ( 图 5) 提高离子对数目 30

31 图 5 大米基质中 LOD 低于 1 ppb 的农药 ( 上 ) 和四种以其 LOD 浓度添加至大米基质中的农药谱图 TS Evo GC-MS/MS 使用了快速碰撞池技术 (EvoCell), 该技术带来了建立极高容量多农残检测方法的能力 在农药检测的关键浓度 ( 及更低 ) 都可以使用高 SRM 转换速度, 为检测方法的改进带来了更多可能性, 例如引入更多离子对或进行更快的色谱洗脱 离子对数目的增加可以作为提高采集能力的应用进行进一步开发, 以使方法能够适用于不同基质的样品 下一步工作将聚焦于将短柱子上的快速 GC 与更快的采集速度结合应用, 以提高方法效率 1. Food Processing Technology Features webpage on The ten most traded food and beverage commodities. www. foodprocessing-technology.com/features/featurethe- 10-mosttradedfood-and-beverage-commodities / (accessed June 2014). 2. Parliament and of the Council of 23 February 2005 on maximum residue levels of pesticides in or on food and feed of plant and animal origin and amending Council Directive 91/414/EEC. Strasbourg, France; February, EU Pesticides Database Home Page. sanco_pesticides/public/?event=homepage(accessed June 2014). 31

32 关于赛默飞世尔科技 赛默飞世尔科技 ( 纽约证交所代码 :TMO) 是科学服务领域的世界领导者 公司年销售额 170 亿美元, 在 50 个国家拥有约 50,000 名员工 我们的使命是帮助客户使世界更健康 更清洁 更安全 我们的产品和服务帮助客户加速生命科学领域的研究 解决在分析领域所遇到的复杂问题与挑战, 促进医疗诊断发展 提高实验室生产力 借助于首要品牌 Thermo Scientific Applied Biosystems Invitrogen Fisher Scientific 和 Unity Lab Services, 我们将创新技术 便捷采购方案和实验室运营管理的整体解决方案相结合, 为客户 股东和员工创造价值 欲了解更多信息, 请浏览公司网站 : 赛默飞世尔科技中国 赛默飞世尔科技进入中国发展已有 30 多年, 在中国的总部设于上海, 并在北京 广州 香港 台湾 成都 沈阳 西安 南京 武汉等地设立了分公司, 员工人数约 3700 名 我们的产品主要包括分析仪器 实验室设备 试剂 耗材和软件等, 提供实验室综合解决方案, 为各行各业的客户服务 为了满足中国市场的需求, 现有 8 家工厂分别在上海 北京和苏州运营 我们在全国共设立了 6 个应用开发中心, 将世界级的前沿技术和产品带给国内客户, 并提供应用开发与培训等多项服务 ; 位于上海的中国创新中心结合国内市场的需求和国外先进技术, 研发适合中国的技术和产品 ; 我们拥有遍布全国的维修服务网点和特别成立的中国技术培训团队, 在全国有超过 2000 名专业人员直接为客户提供服务 我们致力于帮助客户使世界更健康 更清洁 更安全 欲了解更多信息, 请登录网站 Orbitrap 组学俱乐部 赛默飞小分子质谱应用技术群 赛默飞世尔科技 ( 中国 ) 有限公司 全国服务热线 : ( 支持手机用户 )

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