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三重四極桿氣質聯用系統持續穩定監測植物源性食品中的農藥殘留
閱讀：1064 發布時間：2021-11-22摘要：本文采用 Agilent Intuvo 9000 氣相色譜系統/7000D 三重四極桿氣質聯用系統分析植物源 性食品中的農藥殘留。樣品前處理方法及儀器分析方法均參考《食品安全國家標準 植物 源性食品中 208 種農藥及其代謝物殘留量的測定 氣相色譜-質譜聯用法（征求意見稿）》 （下文簡稱《征求意見稿》）。Agilent 7000D GC/MS/MS 與 QuEChERS 樣品前處理方法 相結合，提供了一種簡便、高靈敏度的檢測植物源性食品中多農藥殘留的方法。該方法的 靈敏度*國家法規要求，且配置柱中反吹的 Intuvo 9000 氣相色譜儀有助于提高儀 器的抗污染性能。在 3 個月內 1000 多個樣品的運行過程中，基質加標質控樣品的測定準 確度保持在 70%–120% 之間，證明整套分析系統在不間斷分析大批量樣品過程中具有良 好的穩定性和可靠性。
前言： 植物源性食品在當今的飲食結構中占據重要部分，是膳食營養的主要來源之一。為提高產 量，農作物的種植中廣泛使用農藥。但是，農藥使用不當可能會導致最終產品中存在農藥 殘留。多個國家和國際組織相繼出臺相關規定，規定了不同植物源性食品中農藥殘留的最 大限值。因此，植物源性食品中的多農藥殘留分析對于確保食品安全非常重要。 目前，國際上流行的 QuEChERS 樣品前處理方法具有快速、簡便、經濟、高效、穩定和 安全等特點，能夠同時測定多種農藥殘留[1]，是大批量樣品分析前處理的優選方法。因 此，自 Anastassiades 等人[2] 于 2003 年推出 QuEChERS 樣品前處理方法以來，該方 法在食品基質的多農藥殘留分析中得到了廣泛應用。今年農業部公布的《征求意見稿》將 QuEChERS 樣品前處理方法和氣相色譜-質譜聯用檢測方法納入多農藥殘留檢測的國 家標準方法中QuEChERS 樣品前處理方法雖然操作簡便，但凈化效果稍遜于傳 統 SPE 方法。雖然串聯質譜可有效去除基質干擾，有助于確保分 析靈敏度，但是隨著樣品分析數量的增加，未被充分凈化的基質 會在襯管和色譜柱中累積，最終出現化合物響應下降和色譜峰拖 尾嚴重的情況。一般來說，用戶只能通過增加進樣口和色譜柱前 端的維護頻率來解決這一問題，但隨之而來的問題便是維護費用 的增加和分析效率的下降。 本文采用 Agilent Intuvo 9000 氣相色譜系統，借助該系統靈活的 模塊化設計，將芯片式保護柱技術、柱中反吹芯片式流路技術與 色譜系統自動配置技術相結合。在芯片式保護柱對高污染物質實 現部分攔截之后，反吹使色譜系統在每次進樣之后都得到充分清 潔，從而有效保護色譜柱不受污染。該系統即使被用于長時間分 析大量復雜基質樣品，也能保持良好的保留時間重現性和數據結 果穩定性。
實驗部分 試劑和樣品 乙腈、乙酸乙酯：農藥殘留級，購自百靈威 農藥混合標準溶液：購自 AccuStandard（具體化合物信息請見表 1 內標：磷酸三苯酯 (TPP)，購自 AccuStandard Agilent QuEChERS EN 萃取鹽包（部件號 5982-5650CH） Agilent QuEChERS 分散固相萃取試劑盒（適用于普通蔬菜水果， 部件號 5982-5056） Agilent QuEChERS 分散固相萃取試劑盒（適用于深色素蔬菜水 果，部件號 5982-5256） Agilent Bond Elut EMR-Lipid dSPE 增強型脂質去除凈化管（適用 于高油脂含量樣品，部件號 5982-1010） Agilent Bond Elut EMR-Lipid Polish 反萃管（適用于高油脂含量樣 品，部件號 5982-0101） 儀器和設備 Agilent Intuvo 9000 氣相色譜系統/7000D 三重四極桿氣質聯用系 統，配備 EI 源 離心機：TDL-5C 型，上海安亭科學儀器 氮吹儀：N-EVAPTM111，Organomation Associates, Inc. 分析天平：METTLER TOLEDO 其他：Brand 移液槍 本實驗選用的色譜柱為：Agilent HP-5MS UI Intuvo 專用毛細管 柱，15 m × 0.25 mm × 0.25 μm（部件號 19091S-431UI-INT）樣品前處理 按照《征求意見稿》中的 QuEChERs 樣品前處理方法分別對蘋 果、油麥菜和牛油果三種樣品進行前處理。其中，牛油果的凈化 采用了安捷倫 EMR-Lipid dSPE 增強型脂質去除凈化管。三 種樣品處理完成后，將凈化液按照 1:1:1 (v/v/v) 的比例混合得到 混合樣品基質，然后分別配制基質匹配標準樣品、基質加標質控 樣品和測試樣品溶液。具體步驟如下：
蘋果： 樣品切塊后充分混勻，放入組織搗碎機中搗碎成勻漿。稱取 10 g 樣品（精確至 0.01 g）至 50 mL 塑料離心管中，依次加入 10 mL 冷凍過的乙腈、Agilent QuEChERs 萃取鹽包（部件號 5982- 5650CH，內含 1 顆陶瓷均質子）；蓋上離心管蓋，劇烈震蕩 1 min 后，在 4200 r/min 的條件下離心 5 min。 吸取 6 mL 乙腈層上清液加入至包含 QuEChERs 分散固相萃取試 劑盒（部件號 5982-5056）的 15 mL 塑料離心管中，渦旋混勻 1 min；在 4200 r/min 的條件下離心 5 min；然后移取全部上清液 加入至 10 mL 試管中，用氮氣吹至近干；加入乙酸乙酯復溶，并 定容至 6 mL。 油麥菜： 樣品切塊后充分混勻，放入組織搗碎機中搗碎成勻漿。稱取 10 g 試樣（精確至 0.01 g）于 50 mL 塑料離心管中，依次加入 10 mL 冷凍過的乙腈、QuEChERs 萃取鹽包（部件號 5982-5650CH， 內含 1 顆陶瓷均質子）；蓋上離心管蓋，劇烈震蕩 1 min 后，在 4200 r/min 的條件下離心 5 min。 吸取 6 mL 乙腈層上清液加入至包含 QuEChERs 分散固相萃取試 劑盒（部件號 5982-5256）的 15 mL 塑料離心管中，渦旋混勻 1 min；在 4200 r/min 的條件下離心 5 min；然后移取全部上清液 加入至 10 mL 試管中，用氮氣吹至近干；加入乙酸乙酯復溶，并 定容至 6 mL。 牛油果： 取 10 g 食用部分樣品加入 50 mL 塑料離心管中，依次加入 10 mL 冷凍過的乙腈、QuEChERs 萃取鹽包（部件號 5982-5650CH， 內含 1 顆陶瓷均質子）；蓋上離心管蓋，劇烈震蕩 1 min 后，在 4200 r/min 的條件下離心 5 min。 吸取 5 mL 乙腈層上清液加入至包含 15 mL Bond Elut EMR-Lipid dSPE 增強型脂質去除凈化管（部件號 5982-1010）和 5 mL 水 的塑料離心管中，渦旋混勻 1 min；在 5000 r/min 的條件下離心 3 min；移取 5 mL 上清液至 15 mL 含有 2 g 鹽的 Bond Elut EMRLipid Polish 反萃管中（部件號 5982-0101），渦旋混合 1 min； 在 5000 r/min 的條件下離心 5 min[3]，移取上清液至 10 mL 試管 中，用氮氣吹至近干；加入乙酸乙酯復溶，并定容至 6 mL。
取等體積的三種樣品凈化液以 1:1:1 (v/v/v) 的比例混合，渦旋混 勻，分別配制基質匹配標準樣品、基質加標質控樣品和測試樣品 溶液。配制方法如下： 基質匹配標準樣品的配制：移取一定體積的混合基質溶液作為溶 劑，加入至 2 mL 樣品瓶中，加入 10 μL 濃度為 10 μg/mL 的內標 中間溶液，然后分別加入不同體積的農藥混合標準溶液，定容至 1 mL，使得目標分析物最終濃度分別為 5、10、20、50、100 和 200 ng/mL 的六個基質匹配標準樣品，由此繪制校準曲線。 基質加標質控樣品的配制：移取一定體積的混合基質溶液作為溶 劑，加入至 2 mL 樣品瓶中，加入 10 μL 濃度為 10 μg/mL 的內 標，加入一定體積的農藥混合標準溶液，定容至 1 mL，使目標分 析物最終濃度為 10 ng/mL。 測試樣品溶液的配制：移取一定體積的混合基質溶液作為溶劑， 加入至 2 mL 樣品瓶中，加入 10 μL 濃度為 10 μg/mL 的內標，定 容至 1 mL。
儀器分析條件 氣相色譜條件 色譜柱：Agilent HP-5MS UI Intuvo 專用毛細管柱，15 m × 0.25 mm × 0.25 μm（部件號 19091S-431UI-INT），2 根 柱中反吹：反吹芯片式流路（部件號 G7323-68000），帶電子氣 路控制 (EPC) 程序升溫：初始溫度 40 °C，保持 1 min；以 40 °C/min 的速率升溫 至 120 °C；再以 5 °C/min 的速率升溫至 240 °C；然后以 12 °C/min 的速率升溫至 300 °C，并保持 10 min載氣：氦氣；恒流模式；色譜柱 1：1.0 mL/min；色譜柱 2： 1.2 mL/min 反吹：反吹點壓力 50 psi，進樣口壓力 2 psi，反吹時間 5 min 進樣口：多模式進樣口 (MMI)，襯管：帶玻璃毛的超高惰性襯管 （部件號 5190-2293） 進樣口溫度：280 °C MMI 芯片式保護柱（部件號 G4587-60665）溫度模式：爐溫跟蹤 模式 進樣方式：不分流進樣 進樣量：1.0 μL
質譜條件 離子源：EI 源，70 eV 傳輸線溫度：280 °C 離子源溫度：280 °C 四極桿溫度：150 °C 溶劑延遲時間：4.5 min 電子倍增器 (EM) 增益因子：10 檢測模式：多反應監測 (MRM)，化合物保留時間 (RT)、定量和定 性離子見表 1 碰撞氣體：N2，1.5 mL/min 猝滅氣體：He，2.25 mL/min
結果與討論 Intuvo 模塊化設計：自動識別流路配置 與傳統氣相色譜氣體流路不同，Intuvo 9000 的氣體流路采用模塊 化設計，整個系統包括進樣口、芯片式保護柱、芯片式流路、盤 式色譜柱和檢測器等。芯片式保護柱有助于保護色譜柱不受基質中 高沸點化合物的污染，保持色譜柱的潔凈，無需在系統維護中剪 切色譜柱前端。芯片式流路用于連接進樣口、色譜柱和檢測器， 可簡化色譜柱安裝操作。通過選擇采用不同設計的芯片式流路， 即可實現不同的色譜柱連接方案，如本應用中所用的反吹方案。 反吹是指在色譜流路中加入某一點（所謂“反吹點"），在每次樣 品運行完成后，使柱溫箱保持高溫，同時升高反吹點壓力，降低 進樣口壓力，使載氣反向吹掃色譜柱前柱。其作用在于及時除去 色譜柱中殘留的高沸點物質，減少樣品基質對色譜系統的污染。 反吹過程如圖 1 所示。
儀器靈敏度 儀器檢測限 (IDL) 指儀器在可信度條件下能夠檢出的分析 物的信號或含量，常被用來衡量儀器靈敏度。雖然信噪 比 (SNR) 對于大多數基質噪音干擾明顯的 GC/MS 應用具有一定 的價值，但基于統計學原理，IDL 消除了低噪音 SNR 帶來的不確 定性，因此是一項更好的儀器靈敏度評價指標。