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文獻解讀丨超臨界流體色譜串聯質譜法在普通白菜乙酰甲胺磷和甲胺磷對映體分離分析中的應用
本文由農業農村部環境保護科研監測所課題組所作，通訊作者為耿岳博士，文章發表于Journal of Separation Science（J Sep Sci. 2022,1– 12, https://doi.org/10.1002/jssc.202200006）。
Part 01 研究背景
乙酰甲胺磷是一種廣譜有機磷殺蟲劑，在作物中可通過酰胺水解轉化為毒性更大的代謝物甲胺磷。乙酰甲胺磷和甲胺磷均由一對對映體組成，雖然不同對映體的理化性質相同，但在活性、毒性和降解行為方面存在顯著差異。因此，開發高效的乙酰甲胺磷及其代謝物甲胺磷對映體的分離和測定方法，并開展對映體選擇性研究對乙酰甲胺磷及其代謝物的評估具有重要意義。目前手性分離主要采用手性色譜柱結合HPLC、GC、GC-MS/MS和LC-MS/MS進行，但對于部分手性農藥存在分析時間長、分離度差等問題。
SFC-MS/MS因具有分析時間短、分離度高、有機溶劑消耗低等優點，已廣泛應用于手性農藥對映體的分析。本研究建立了一種綠色、靈敏、高效的SFC- MS/MS檢測普通白菜中乙酰甲胺磷和甲胺磷對映體殘留的方法。為了驗證所建立的方法，在中國北方溫室條件下，通過盆栽試驗研究了乙酰甲胺磷及其代謝產物甲胺磷在普通白菜中的殘留情況。此研究系利用SFC - MS/MS對蔬菜樣品中乙酰甲胺磷和甲胺磷對映體的選擇性進行報道，為手性殺蟲劑乙酰甲胺磷的科學評價提供了基礎資料。
Part 02 研究結果
1、對映體拆分方法的優化
采用Nexera UC SFC-MS/MS系統，經過手性固定相、流動相、有機改性劑種類及比例、背壓和柱溫的優化等，確定最終的儀器條件。
1）色譜條件
色譜柱：Chiralcel OD-H column (250 × 4.6 mm, 5 μm) ；流動相：A (CO2)/B乙醇= 95/ 5，v /v；流速：3 mL /min；柱溫：40℃；背壓：10 MPa；補償溶劑 (0.1% 甲酸甲醇溶液) 流速：0.1 mL/min；
2）質譜條件
離子源參數：霧化氣流速：3 L/min (N2, 99.5%)；加熱氣流速：10 L /min(干燥空氣)；接口溫度：300℃；DL溫度：250℃；加熱塊溫度：400℃；干燥氣體流速：10 L/min (N2, 99.5%)。
質譜參數：
按上述條件，不同對映體出峰時間為：R-乙酰甲胺磷(4.20 min)、S-乙酰甲胺磷(4.91 min)、R-甲胺磷(5.97 min)、S-甲胺磷(6.68 min) 。不同條件下的對映體拆分結果見（圖1）。
圖1 SFC-MS/MS上乙酰甲胺磷和甲胺磷對映體的色譜圖、分離度和保留時間
2、方法學考察
對建立的對映體分析方法進行系統的方法學考察，包括線性、回收率、精密度、定量限等。不同對映體在溶劑和基質標準中均有良好的線性(具體見表1)。通過比較溶劑標和基質標進行基質效應評價，乙酰甲胺磷和甲胺磷對映體在普通白菜基質中表現出較強的基質抑制效應，為了消除基質效應，本研究采用基質匹配標準溶液進行定量。乙酰甲胺磷和甲胺磷對映體的定量限均為0.005 mg/kg。在3個添加水平(0.01、0.1和1 mg/kg)下對普通白菜空白樣品中乙酰甲胺磷和甲胺磷進行回收率試驗，評價方法的準確性和精密度。化合物在普通白菜中的日內平均回收率(RSDs)為70.4−98.5% (1.4−10.9%)，日間平均回收率(RSDs)為75.4−87.5% (6.1−13.4%)。結果表明，所建立的方法精密度和重現性良好，可滿足普通白菜中乙酰甲胺磷和甲胺磷對映體的測定要求。
表1 不同對映體的線性、相關系數和基質效應
圖2 R-乙酰甲胺磷、S-乙酰甲胺磷和Rac-乙酰甲胺磷(外消旋乙酰甲胺磷)及其代謝產物R-甲胺磷、S-甲胺磷和Rac-甲胺磷的殘留量
圖3 R-乙酰甲胺磷(A)、S-乙酰甲胺磷(B)、Rac-乙酰甲胺磷(C)及其代謝產物R-甲胺磷(D)、S-甲胺磷(E)、Rac-甲胺磷(F)（外消旋甲胺磷）在普通白菜中的消解曲線
3、方法應用
為驗證SFC-MS/MS分析方法的有效性，對普通白菜樣品中乙酰甲胺磷和甲胺磷的對映體進行了分析。結果表明，乙酰甲胺磷和甲胺磷對映體在普通白菜中的降解均符合一級動力學方程，R2在0.944 ~ 0.992之間(圖3)，半衰期分別為：4.39 (R-乙酰甲胺磷)、2.91 (S-乙酰甲胺磷)、3.9(Rac-乙酰甲胺磷)天、10.91（R-甲胺磷）、6.24（S-甲胺磷）和9.10（Rac-甲胺磷）天。R-乙酰甲胺磷的半衰期是S-乙酰甲胺磷的1.51倍，表明其降解具有對映體選擇性；在普通白菜中甲胺磷半衰期比乙酰甲胺磷長，表明甲胺磷比其母體具有更強的持久性。
Part 03 結論
基于島津Nexara UC系統，建立了一種快速、簡便、靈敏的測定普通白菜中乙酰甲胺磷及其高毒代謝物甲胺磷對映體的分析方法，本方法可在8分鐘內實現手性對映體的基線分離，每針樣品僅消耗1.2 mL有機溶劑（乙醇）。同時進一步應用該方法評價了乙酰甲胺磷及其代謝產物對映體在普通白菜中的手性選擇性消解規律研究。本方法具有良好的精密度和重現性，滿足普通白菜樣品中乙酰甲胺磷和甲胺磷對映體殘留測定的要求。
關聯儀器
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Nexera UC 所提供的解決方案
• 臨界流體的低粘度以實現快速分離
• 提高峰容量與分離度
• 利用高滲透性，對異構體或手性化合物實現快速分離
• 差異化的分離模式提高靈敏度
• 無分流樣品導入技術提升靈敏度
• 減少有機溶劑消耗，在降低成本的同時降低對環境的影響
文獻題目
《Enantioseparation and dissipation of acephate and its highly toxic metabolite methamidophos in pakchoi by supercritical fluid chromatography tandem mass spectrometry》
使用儀器
島津Nexera UC
作者
Linjie Jiang1,2,3 Yue Geng1,2,3 LuWang1,2,3 Yi Peng1,2,3 Wei Jing4 Yaping Xu1,2,3 Xiaowei Liu1,2,3
1 Agro-Environmental Protection Institute, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Tianjin, P. R. China
2 Key Laboratory for Environmental Factors Control of Agro-product Quality Safety, Ministry of Agriculture and Rural
Affairs, Tianjin, P. R. China
3 National Reference Laboratory for Agricultural Testing, Tianjin, P. R. China
4 Shimadzu (China) Co., LTD. Beijing Branch, Beijing, P. R. China
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