[ 应用纪要 ] 人参粉中的农药多残留分析 : 优化的 QuEChERS 萃取净化方案用于 UPLC-MS/MS 和 GC-MS/MS 分析 Michael S. Young,Kim Van Tran 和 Jeremy C. Shia 沃特世公司 ( 美国马萨诸塞州米尔福德 ) 应用优势 QuEChERS 快速萃取人参粉末 在 UPLC -MS/MS 分析之前进行简单 快速的 dspe 纯化 ; 萃取物越洁净, 日常仪器维护所需的时间则越少 适用于 GC-MS/MS 分析的简便直观的 SPE 纯化, 可延长色谱柱寿命并减少进样口的维护 适用于 GC-MS/MS 的大气压电离 (APGC) 使用 Xevo T Q-S 质谱仪可为 U P LC-MS 和 APGC-MS 提供优异的性能, 从 LC 转换到 GC 操作只需 3 min, 且无需放空离子源 简介 QuEChERS 方法简化了农药分析的样品制备流程 尽管这一技术对水果 蔬菜以及许多其它类型的样品十分有效, 但是在应用到干燥商品时却面临诸多挑战 本文为一系列应用纪要的第二篇, 阐述了干燥商品的样品制备 第一篇应用纪要探讨了干茶叶 ( 一种高树脂含量的叶状物质 ) 的分析 1 本应用纪要介绍了针对西洋参粉( 一种常用作中草药保健品的树脂含量极高的根状物质 ) 多残留农药分析的 QuEChERS 萃取和 SPE 纯化策略 为了分析干燥的人参粉, 在采用 CEN QuEChERS 的 DisQuE 试剂袋进行萃取之前, 需用水平衡样品 取若干等分的样品进行纯化及色谱分析 ; 其中一份进行 dspe 纯化, 通过 UPLC-MS/MS 分析, 检测碱性 / 中性农药 另一份进行 SPE 小柱纯化, 优化后进行 GC-MS/MS 分析, 检测碱性 / 中性农药 通过这些纯化方案可获得人参粉中萃取的目标农药的回收率数据 沃特世解决方案 ACQUITY UPLC I-Class 系统 XEVO TQ-S 质谱仪 APGC ACQUITY UPLC BEH C 18 色谱柱用于 QuEChERS 萃取和 dspe 纯化的 DisQuE 产品用于 GC-MS 的 Sep-Pak PSA/ 碳小柱纯化产品 LCMS 认证样品瓶 MassLynx 4.1 版数据系统, 带 Quanpedia 数据库 关键词 QuEChERS, 农药,SPE, 人参,UPLC-MS/MS, GC-MS/MS,APGC 1
实验 UPLC 条件系统 : ACQUITY UPLC I-Class 色谱柱 : ACQUITY UPLC BEH C 18, 2.1 1 mm,1.7 µm 进样体积 : 5 µl 温度 : 45 流动相 A: 1 mm 醋酸铵水溶液 (ph 5.) 流动相 B: 1 mm 醋酸铵甲醇溶液流速 :.45 ml/min 梯度 : 初始条件为 1 的流动相 B 保持.25 min, 然后以线性梯度增加流动相 B, 到 12.25 min 时增加至 99, 保持至 13. min, 在 13.1 min 时降回 1, 保持并重新平衡系统直至 17 min UPLC 的 MS 条件仪器 : Xevo TQ-S 模式 : 正离子和负离子电喷雾电离 (ES+,ES-) 毛细管电压 : 3. kv 提取电压 : 3. V 离子源温度 : 15 锥孔气流速 : 15 L/h 脱溶剂气温度 : 5 脱溶剂气 : 1 L/h 碰撞气流速 ( 氩气 ):.18 ml/min GC 条件 仪器 : Agilent 789 色谱柱 : J&W DB MS 3 m.25 mm.25 µm 进样体积 : 2 µl, 不分流 流速 : 2. ml/min 氦气 ( 恒定气流 ) 升温程序 : 初始为 8, 保持.5 min, 然后以 12 /min 的速度升至 3, 并保持 1 min APGC 的 MS 条件 仪器 : Xevo TQ-S 模式 : API 正离子 电晕电流 : 2.2 µa 离子源温度 : 15 探头温度 : 45 锥孔气流速 : 17 L/h 辅助气流速 : 25 L/h 喷雾器气体 : 4. Bar 碰撞气流速 ( 氩气 ):.18 ml/min 表 1 列出了用于此研究的 LC-MS/MS 锥孔和碰撞参数以及 MRM 通道 表 2 列出了用于此研究的 GC- MS/MS 锥孔和碰撞参数以及 MRM 通道 2
样品制备 QuEChERS 萃取将 2 g 人参粉和 1 ml 水置于 5 ml 离心管中 浸泡并平衡 3 min 加入 1 ml 乙腈, 盖上盖子并涡旋 1 s, 然后充分振摇 1 min 加入用于 CEN QuEChERS 的 DisQue 试剂袋的填料, 充分振摇 1 min 将样品在 4 RPM(rcf 325 g) 下离心 5 min, 然后收集上清液 取等分的上清液进行 SPE 纯化 1 ppb ppb 加标人参 spiked gingseng ging528_16 8.68 1 16: MRM of 16:2 2 Channels 通道 ES+ 的 ES+ MRM 314.1 > 314.1 161.9 > 161.9( (Triazophos) 三唑磷 ) 4.33e5 4.33e5 针对 LC-MS 农药分析进行 dspe 纯化将 1 ml QuEChERS 萃取物置于 2 ml DisQuE dspe 试管中 (15 mg MgSO 4 /25 mg PSA/25 mg C 18, 部件号 1864832) 加入 7 mg 石墨化炭黑 (GCB), 涡旋 1 s, 再振摇 1 min 将样品在 12 RPM(rcf 134 g) 下离心 4 min, 然后收集上清液 取 2 µl 上清液转移至 LC-MS 认证样品瓶中, 用 LC-MS 流动相 A 稀释至 1. ml 针对 GC-MS 农药分析进行 SPE 纯化使用 1 ml 3:1 丙酮 / 甲苯稀释 1 ml 的 QuEChERS 萃取物 在真空装置 ( 带收集容器 ) 上安装 Sep-Pak Carbon/PSA 小柱 在小柱滤头上放 2 mg 无水 MgSO 4 让所有稀释的萃取物通过小柱并收集滤液 用 2 ml 3:1 丙酮 / 甲苯冲洗小柱并收集滤液 ( 结合由上述步骤通过小柱所得的馏分 ) 蒸发至恰好低于.5 ml, 加入 2 ml 甲苯, 再蒸发至.5 ml 1 8. 8.5 9. 9.5 1. ging528_16 8.68 9.8 16: MRM of 16:2 2 Channels 通道 ES+ 的 ES+ MRM 314.1 > 314.1 118.9 > 118.9( (Triazophos) 三唑磷 ) 1.59e5 1.59e5 9.79 Time 8. 8.5 9. 9.5 1. 图 1. 加标 1 ppb 三唑磷的人参样品的 LC-MS/MS 分析结果 ( 上图为定量分析的通道 ) Ginseng 人参 1 ppb spk1 1 ppb spk1 APGC_Ginseng_81213_12 1 9.97 7: MRM of 7:6 6 Channels 通道 API+ 的 API+ MRM 34.9 34.9 > 276.9 > 276.9( (Diazinon) 二嗪磷 ) 2.15e5 2.15e5 结果与讨论 图 1 示出了 1 ppb 人参加标样品的典型 UPLC-MS/MS 色谱图 ; 所 选择的化合物为三唑磷 图 2 展示了 1 ppb 人参加标样品的典 型 APGC-MS/MS 色谱图 ; 所选择的化合物为二嗪磷 9. 9.5 1. 1.5 11. APGC_Ginseng_81213_12 7: MRM of 7:6 6 Channels 通道 API+ 的 API+ MRM 1 9.97 34.9 34.9 > 168.9 > 168.9( (Diazinon) 二嗪磷 ) 7.92e5 Time 9. 9.5 1. 1.5 11. 图 2. 加标 1 ppb 二嗪磷的人参样品的 APGC-MS/MS 分析结果 ( 上图为定量分析的通道 ) 3
本研究通过比较进行样品制备步骤之前加标到样品基质中的样品的峰面积与完成所有样品制备 步骤之后加标的样品的峰面积得到回收率数据, 结果见表 1 和表 2 UPLC-MS/MS(dSPE 纯化 ) 农药 MRL ppb (EU) RT min MRM m/z ( 锥孔电压 V, 碰撞能量 ev) 回收率 (n = 6) @ 1,1 ppb (RSD) 高灭磷 5 1.37 184.1 > 125.1 (8,18) 184.1 > 143. (8,8) 118 (39) 11 (8) 啶虫脒 1 4.8 223. > 126. (3,2) 223. > 56.1 (3,15) 122 (6) 124 (5) 嘧菌酯 5 8.8 44.1 > 344.2 (2,25) 44.1 > 372.1 (2,1) 11 (9) 14 (6) 啶酰菌胺 5 8.3 342.9 > 37. (3,2) 342.9 > 139.9 (3,2) 15 (2) 18 (7) 胺甲萘 5 6.45 22. > 145 (3,1) 22. > 127 (3,26) 113 (13) 146 (4) 唑酮草酯 2 9.31 412. > 346. (3,24) 412. > 266. (3,18) 91 (8) 134 (3) 氯虫苯甲酰胺 2 7.72 484. > 453. (35,2) 484. > 283.9 (35,1) 84 (25) 16 (6) 噻虫胺 7 3.57 25. > 169. (3,12) 25. > 132. (3,17) 18 (33) 18 (7) 嘧菌环胺 1 9.39 226. > 93. (4,33) 226. > 18. (4,3) 91 (16) 115 (6) 二嗪磷 5 9.53 35.1 > 169. (3,22) 35.1 > 96.9 (3,35) 18 (7) 17 (8) 烯酰吗啉 E 5* 8.55 388.1 > 3.9 (3,2) 388.1 > 165. (3,4) 99 (12) 16 (7) 烯酰吗啉 Z 5* 8.23 388.1 > 3.9 (3,2) 388.1 > 165. (3,4) 98 (19) 97 (8) 氟吡密胺 2 8.39 383. > 173. (15,2) 385. > 174.9 (15,2) 97 (15) 11 (2) 环酰菌胺 1 8.83 32.1 > 97.2 (32,22) 32.1 > 55.3 (32,38) 16 (11) 17 (8) 咪唑菌酮 5 8.21 312.1 > 236.1 (3,16) 312.1 > 92. (3,25) 112 (11) 13 (5) 吡虫啉 5 3.55 256.1 > 175.1 (3,19) 256.1 > 29.1 (3,16) 92 (19) 116 (6) 甲霜灵 1 7.33 28.1 > 22.1 (3,13) 28.1 > 192.1 (3,17) 19 (6) 112 (4) 双苯氟脲 1 1.31 493. > 158. (3,19) 493 > 141. (3,4) 79 (14) 16 (6) 除虫菊酯 5 11.19 329.3 > 161.1 (2,15) 329.3 > 142.9 (2,15) 81 (29) 125 (1) 嘧霉胺 1 7.93 2. > 17. (42,24) 2. > 82. (42,24) 19 (4) 12 (4) 吡丙醚 5 1.71 322.1 > 96. (3,14) 322.1 > 227.1 (3,14) 115 (6) 16 (6) 吡唑嘧菌酯 5 9.72 388.1 > 163. (3,25) 388.1 > 193.9 (3,12) 96 (11) 95 (7) 烯禾啶 1 9.69 328.2 > 178.1 (15,2) 328.2 > 282.2 (15,15) 11 (12) 84 (5) 多杀菌素 A 5 1.95 732.6 > 142. (4,5) 732.6 > 98.1 (4,5) 15 (12) 11 (8) 多杀菌素 D 5 11.35 732.6 > 142. (4,5) 732.6 > 98.1 (4,5) 88 (22) 91 (5) 噻虫嗪 2 (2US) 2.73 292. > 181. (3,22) 292. > 211. (3,13) 114 (22) 11 (1) 三唑磷 2 8.86 314.1 > 161.9 (3,18) 314.1 > 118.9 (3,35) 16 (6) 11 (5) 肟菌酯 5 1.16 49. > 186. (3,16) 49. > 145. (3,4) 96 (4) 97 (4) 表 1. UPLC-MS/MS 回收率数据 4
APGC-MS/MS(Carbon/PSA 小柱纯化 ) 农药 MRL ppb (EU) RT min MRM m/z ( 锥孔电压 V, 碰撞能量 ev) 回收率 (n = 6) @ 1,1 ppb (RSD) 高灭磷 5 6.6 183.8 > 94.8 (1,2) 183.8 > 142.8 (1,1) 66 (6) 62 (5) 联苯菊酯 1 15.97 242.8 > 122.9 (2,1) 242.8 > 154.9 (2,1) 86 (2) 122 (15) 唑酮草酯 2 14.85 411.7 > 276.8 (2,3) 411.7 > 31.8 (2,3) 85 (8) 74 (7) 甲基毒死蜱 1 1.9 321.6 > 124.7 (35,2) 321.6 > 289.6 (35,1) 73 (4) 77 (7) 溴虫腈 5 14.3 48.7 > 27.8 (2,2) 48.7 > 378.7 (2,1) 74 (6) 82 (5) 二嗪磷 5 9.98 34.9 > 168.9 (2,2) 34.9 > 276.9 (2,1) 88 (6) 81 (5) 溴氰菊酯 5 2.4 55.6 > 252.7 (2,2) 55.6 > 28.7 (2,1) LOQ 72 (9) 氰戊菊酯 5 19.54 419.8 > 124.8 (1,4) 419.8 > 166.8 (1,1) 61 (4) 75 (9) 高效氯氟氰菊酯 1 16.95 449.8 > 196.8 (15,2) 449.8 > 224.8 (15,1) 77 (8) 77 (16) 胺丙畏 1 (US) 9.76 281.9 > 137.8 (1,2) 281.9 > 194.8 (1,1) 83 (13) 79 (9) 吡丙醚 5 16.67 321.9 > 95.8 (1,2) 321.9 > 184.8 (1,2) 79 (11) 76 (8) 苯醚菊酯 5 16.45 35.9 > 182.8 (2,4) 35.9 > 248.8 (2,2) 77 (8) 88 (9) 苄蚨菊酯 2 15.46 338.9 > 17.9 (25,1) 338.9 > 292.9 (25,1) 52 (9) 56 (1) 氟乐灵 5 8.76 335.9 > 235.8 (3,1) 335.9 > 251.8 (3,2) 81 (6) 79 (7) 表 2. APGC-MS/MS 回收率数据 本研究使用了改良的 QuEChERS 方法 在加入乙腈和 QuEChERS 盐之前, 首先将人参粉样品与水混合, 达到平衡 这一步骤可从人参中有效萃取多种农药残留 在 LC-MS 分析前取一份 QuEChERS 萃取物, 采用 dspe 进行纯化 图 3 显示了所得的纯化物, 大部分带颜色的基质化合物已被去除, 因此不会沉积到锥孔上 在 GC-MS 分析前使用 SPE 小柱 (Carbon/PSA) 对另一份 QuEChERS 萃取物进行纯化 若不进行 SPE 纯化, 使用 GC-MS 分析较少的样品后就需要对进样口和色谱柱进行维护 ; 而经过 SPE 纯化后, 无需任何日常维护即可分析数百种样品 图 3. 从人参粉中获得的 QuEChERS 萃取物, 未经 dspe 纯化 ( 左图 ) 和经过 dspe 纯化 ( 右图 ) 5
结论 改良的 QuEChERS 方法可有效回收人参粉中的多种农药 dspe 为 UPLC-MS/MS 分析提供了适用的纯化操作 参考文献 1. Multi-Residue Pesticide Analysis in Tea: Optimized Cleanup After QuEChERS Extraction for UPLC-MS/MS and GC-MS/MS Analysis, Waters Application Note 724819 EN. 基于 Carbon/PSA 小柱的 SPE 纯化对于使用 APGC-MS 的 GC-MS/ MS 分析极其有效 Xevo TQ-S 质谱仪可提供优异的 UPLC-MS 和 APGC-MS 性能 从 LC 转换到 GC 接口只需 3 min 转换时无需放空质谱仪 沃特斯中国有限公司沃特世科技 ( 上海 ) 有限公司 Waters,The Science of What s Possible,ACQUITY UPLC,ACQUITY,UPLC,Sep-Pak,MassLynx 和 Xevo 是沃特世公司的注册商标 DisQue 和 Quanpedia 是沃特世公司的商标 其它所有商标均归各自的拥有者所有 214 年沃特世公司 印制于中国 214 年 3 月 7256ZH AG-PDF 北京 :1-529 3866 上海 :21-6156 2666 广州 :2-2829 6555 成都 :28-6578 499 香港 :852-2964 18 免费售后服务热线 :8 (4) 82 2676 www.waters.com