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上海斯邁歐分析儀器有限公司
主營產品: 氣相色譜、液相色譜、氣質聯(lián)用儀、液質聯(lián)用儀、原子吸收光譜儀、紫外分光光度計 |

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三重四極桿氣質聯(lián)用系統(tǒng)優(yōu)化食品分析
2022-3-1 閱讀(155)
摘要:微型化樣品前處理具有許多優(yōu)勢。較少的溶劑用量可以降低溶劑成本,減少 浪費。較少的樣品量使其易于在實驗室中取用、儲存和處理。樣品量的減少 可以節(jié)約樣品前處理吸附劑的成本,大幅降低使用標記化合物作為內標的成 本。樣品量較小時可以對復雜的分析物使用更多標記化合物,但如果樣品量 較大,這樣做會產生高昂成本。 我們使用微型化 QuEChERS 萃取和 Agilent 7010三重四極桿氣質聯(lián)用系統(tǒng)的超高 效離子源分析食品中的農藥,可將進樣量減少 75%。對蘋果、胡蘿卜和西蘭 花中的 126 種農藥進行了研究,其中 95% 農藥的平均定量限 (LOQ) ~ 10 ng/g。 基質進樣量低可延長正常運行時間,維持高性能,從而降低維護成本。我們 僅使用標準 2 µL 進樣量的 25% 并采用推薦的農藥分析方法,分析了濃度小 于等于 EPA、EU 和日本 MRL 閾值 0.01 mg/kg (10 ng/g) 的農藥,此濃度適用于 監(jiān)測暴露。
前言:用于農藥分析的快速、簡便、經濟、高效、耐用和安全 (QuEChERS) 方法由 USDA 于 2003 年提出 [1]。后來這 種方法經過改進,加入緩沖萃取系統(tǒng) [2],可以分析較為 棘手的農藥。AOAC 2007.01 [3] 和 EN 15662 [4] 中規(guī)范并采 納了這兩種改進方法。概括而言,這種方法采用單步緩 沖乙腈萃取,同時用硫酸mei (MgSO4) 從樣品中鹽析出水 以誘導液-液分配。凈化采用分散式固相萃取法(分散式 SPE),同時使用吸附劑和 MgSO4。 我們分析了蘋果、胡蘿卜和西蘭花,因為它們是美國農 業(yè)部 (USDA) 農產品銷售局根據農藥數據項目 (PDP) [5] 規(guī) 定的收獲測試期間的農產品。EPA、EU 和日本均已制定 最大殘留* (MRL),此*是確定食品中農藥最大允 許濃度的安全限值。這些 MRL 能夠防止非法或過量使用 農藥,從而保護消費者的身體健康與環(huán)境。因此,相關 機構會對可能影響消費者安全以及破壞環(huán)境的農藥進行 持續(xù)監(jiān)測,以確保產品的安全性和法規(guī)依從性 [6]。 許多食品的成分或加工方式使其變得非常復雜,這些食 品中可能存在大量的干擾化合物,導致背景干擾增加。 GC/MS/MS 經常用于對此類復雜基質中的痕量目標化合 物進行篩查、確認與定量分析。串聯(lián)質譜可以實現(xiàn)選擇 性離子對監(jiān)測,因此可以消除或最大限度降低背景干擾。 QuEChERS 樣品前處理方法從這些復雜基質中萃取化合 物,但不會*去除所有干擾基質。因此需要其他技術 輔助除去分析系統(tǒng)中的污染物。例如,氣相色譜柱的反 吹功能可以確?;|中的高沸點化合物不會流經色譜柱, 減少色譜柱流失。反吹功能還可以消除鬼峰,將質譜儀 的污染降至低 [7,8]。改善離子源內離子化(超高效離 子化)等其他技術,可以在更低的進樣量下保持對目標 分析物的高靈敏度。
QuEChERS 方法基于 10 或 15 g 的均質代表性食品樣品。 改用較小樣品量具有眾多優(yōu)勢,表現(xiàn)在樣品更便于處理、 溶劑和標記標樣用量減少,以及需要的儲存空間更少。 在本應用簡報中,我們研究了按比例減量的 QuEChERS 萃取方法。樣品、溶劑和鹽可以按比例減少,同時保持 樣品/溶劑/鹽的比例與經過驗證的 QuEChERS 方法中規(guī) 定的相同 [3,4]。因此,我們預期回收率或分析結果不會 受到負面影響。微型化 QuEChERS 方法與 Agilent 7010 三 重四極桿氣質聯(lián)用系統(tǒng)的超高效離子源相結合,可大大 減少達到推薦檢測限 (LOD) 和減少基質效應所需的進樣 量,并降低樣品前處理成本。
實驗部分 所有試劑和溶劑均為分析純級或更高等級。乙腈 (ACN) 購自 Honeywell International, Inc. (Muskegon, MI, USA),乙酸 購自 Sigma-Aldrich 公司 (St. Louis, MO, USA)。純度 > 95% 的 L-古洛糖酸、g-內酯、L-古洛糖酸內酯和 D-山li醇同樣 購自 Sigma-Aldrich 公司。定制農藥組合(15 種*混合 物)的 100 µg/mL 丙酮溶液購自 AccuStandard 公司 (New Haven, CT, USA)。磷酸三苯酯 (TPP)和 13C12- p,p-DDT 購自 Sigma-Aldrich 公司和 Cerilliant 公司 (Round Rock, TX)。 向 500 mL ACN 中加入 5 mL 乙酸 (HAc),制成 1% 乙酸的 乙腈溶液。L-古洛糖酸內酯、D-山梨糖醇儲備液以及分 析物保護劑的配制方法見“安捷倫 GC/MS/MS 農藥殘留 分析參考指南"第 87 頁。請聯(lián)系安捷倫客戶服務中心索 取指南印刷本 [9]。 儀器 本研究使用 Agilent 7890 氣相色譜聯(lián)用帶超高效離子源的 7010 三重四極桿質譜儀。氣相色譜系統(tǒng)配備電子氣路控 制 (EPC)、支持風冷的多模式進樣口 (MMI)、Agilent 7693A 自動液體進樣器,以及基于 Ultimate 吹掃接頭(由 AUX EPC 模塊控制)的反吹系統(tǒng) [7,8]。使用 Agilent MassHunter 軟件進行儀器控制以及定性和定量數據分析。
安捷倫惰性流路組件 色譜柱: Agilent J&W HP-5ms 超高惰性色譜柱, 5 m × 0.25 mm, 0.25 µm(部件號 G3903-61005)和 15 m × 0.25 mm, 0.25 µm(部件號 19091S-431UI) 襯管: 超高惰性淺凹坑襯管,2 mm(部件號 5190-2297) 密封墊圈: UltiMetal Plus 可塑金屬密封墊圈(部件號 G3188- 27501),安裝在用于色譜柱反吹的 Ultimate 吹掃接 頭上 其他安捷倫備件 樣品萃取: Agilent Bond Elut QuEChERS AOAC 萃取鹽包(部件 號 5982-6755);用于一般水果和蔬菜的 Bond Elut QuEChERS AOAC 分散式固相萃取試劑盒(部件號 5982-5022)以及用于深色素水果和蔬菜的 EN 分散 式固相萃取試劑盒(部件號 5982-5221) 均質子: 用于 15 mL 試管的 Bond Elut QuEChERS 陶瓷均質子 (部件號 5982-9312) 進樣針: 手動進樣針,10 µL(部件號 5190-1491)、25 µL (部件號 5190-1504)、100 µL(部件號 5190-1518)、 250 µL(部件號 5190-1525) 樣品瓶: 自動進樣器樣品瓶(部件號 5182-0733) 樣品瓶內插管: 自動進樣器樣品瓶內插管,脫活玻璃,平底(部件 號 5183-2086)
其他設備 • Robot Coupe 攪拌機 • VWR 渦旋振蕩器 • Heraeus Labofuge 400 離心管 • Eppendorf 微量離心管 樣品前處理 使用安捷倫萃取鹽和分散試劑盒,根據 QuEChERS 方法 的 AOAC 版本 [3] 對水果和蔬菜萃取液進行前處理。將有 機培植的農產品切碎、冷凍,隨后在 Robot Coupe 攪拌機 中利用干冰進行均質化。將均質樣品儲存于 –20 °C 下等 待萃取。 萃取/分離 稱取 2 g 均質樣品至 15 mL 離心管中,加入兩粒陶瓷均 質子。向 QC 樣品中加入 1 µg/mL 農藥儲備液(126 種農 藥),得到濃度為 5、10 和 50 ng/g 的 QC 樣品。除對 照空白外,向其余所有樣品中加入 10 µL 內標加標溶液 (10 µg/mL d10、13C12-p,p-DDT 和 TPP),使每個樣 品的濃度均為 50 ng/g。蓋上離心管,渦旋混合 1 分鐘。 向每個管中加入 2 mL 1% HAc 的 ACN 溶液。蓋上離心管, 渦旋混合 1 分鐘。然后向管中直接加入 1 g Bond ElutQuEChERS AOAC 鹽(部件號 5982-6755)。將樣品管蓋緊, 用手劇烈振搖 1 分鐘。最后將樣品離心管在 4000 rpm 的 轉速下離心 5 min。
分散式固相萃取凈化 從萃取物中移取1 mL 上層ACN 相至2 mL Bond Elut QuEChERS 分散式固相萃取管中。對于蘋果萃取液,使用含有 50 mg PSA 和 150 mg MgSO4 的 Bond Elut QuEChERS AOAC 分散式 固相萃取試劑盒。對于西蘭花和胡蘿卜萃取液,使用含 有 25 mg PSA、2.5 mg GCB 和 150 mg MgSO4 的 Bond Elut QuEChERS EN 分散式固相萃取試劑盒。將管蓋緊,渦旋 混合 1 分鐘,然后在微量離心管中以 13000 rpm 的速率離 心 3 分鐘。移取 250 µL 萃取液至 2 mL 自動進樣器樣品瓶 的 400 µL 脫活玻璃平底內插管中。再向內插管加入 50 µL 1% HAc 的 ACN 溶液(如為萃取后加標,則加入該混合 溶液)和 10 µL AP(分析物保護劑)[9]。圖 1 展示了微 型化 QuEChERS 樣品萃取步驟的工作流程。
儀器條件 氣相色譜條件 色譜柱 1: Agilent J&W HP-5ms UI, 5 m × 250 µm, 0.25 µm, 連接 MMI 和輔助 EPC 色譜柱 2: Agilent J&W HP-5ms UI, 15 m x 250 µm, 0.25 µm, 連接輔助 EPC 和真空系統(tǒng) 載氣: 氦氣 進樣模式: 溶劑排空 進樣量: 0.5 µL(進樣針規(guī)格 5 µL) 溶劑清洗: 進樣前,1x 溶劑 A,甲醇:水 (4 µL),1x 溶劑 B, 乙腈 (4 µL) 進樣后,7x 溶劑 A,甲醇:水,7x 溶劑 B, 乙腈(每次 4 µL) 樣品抽取次數: 5 進樣速度: 快速 MMI 柱溫程序: 60 °C 保持 0.35 min,以 900 °C/min 升至 280 °C (保持 18 min),然后以 900 °C/min 升至 300 °C, 直到分析結束 分流出口吹掃流速: 50 mL/min,自 1.5 min 處開始 排空流速: 25 mL/min 排空壓力: 5 psi 持續(xù) 0.3 min 載氣節(jié)?。?關閉 隔墊吹掃流速: 3 mL/min 空氣冷卻(低溫): 在 125 °C 處開啟(在 GC 中選擇 MMI 液氮選項 以進行風冷) 柱溫程序: 60 °C 保持 1.5 min,以 50 °C/min 升至 160 °C, 以 8 °C/min 升至 240 °C,以 50 °C/min 升至 280 °C(保持 2.5 min),以 100 °C/min 升至 290 °C(保持 1.6 min) 柱 1 流速程序: 0.897 mL/min 保持 15.2 min,從 100 mL/min 至 -1.706 mL/min(與色譜柱 2 的流量平衡, 以達到 2 psi 的進樣口壓力),直到分析結束, 進行色譜柱并行反吹,后運行 -10.683 mL/min 柱 2 流速程序: 0.997 mL/min 直到分析結束, 后運行 4 mL/min 保留時間鎖定: 甲基毒死蜱鎖定于 8.524 min 總運行時間: 18.5 min 后運行: 290 °C,0.5 min 質譜條件 質譜離子源: -70 eV 離子源溫度: 280 °C 四極桿溫度: 150 °C 傳輸線溫度: 280 °C 溶劑延遲: 4.0 min 氦氣淬滅氣: 2.25 mL/min 氮氣碰撞氣: 1.5 mL/min 采集模式: 多反應監(jiān)測 (MRM) MS1/MS2 分辨率: 寬 時間段: 參考文獻 [9] 第 94 頁 采集參數: 參考文獻 [9] 第 95-105 頁
結果與討論:準確校準 本研究使用蘋果、胡蘿卜和西蘭花評估此方法在常規(guī)分 析中的使用。根據不同基質選擇特定的分散式固相萃取 試劑盒;蘋果使用 PSA,胡蘿卜和西蘭花使用 PSA 和 2.5 mg GCB。圖 2 顯示了 126 種農藥(濃度 10 ng/g)加標 西蘭花基質萃取物的代表性疊加譜圖。在空白基質(蘋 果、胡蘿卜和西蘭花)萃取液中加入 1、5、10、20、 50 和 100 ng/g 的農藥,制得含有 126 種農藥和農藥異構 體混合物的校準標樣。將這六個標樣的組合連續(xù)進樣六 次,取六次的中位值繪制校準曲線,采用 1/x 加權進行 線性擬合。將其他五組標樣用作 QC 樣品,在圖 3 中顯 示為藍色三角形,用于指示方法的精密度。根據校準曲 線中每個濃度的含量計算值確定 RSD 百分比 (n = 6)。在 所有基質中加入的 126 種農藥中,95% 農藥校準數據組 的相關系數 (R2) > 0.99。每進樣一組六個濃度的校準標樣 后,進樣一個溶劑空白。這些樣品中監(jiān)測到的棘手化合 物如圖 3 所示。 進樣量為 0.5 µL 時,5 ng/g 標樣中的分析物含量為 2.5 pg, 進樣量為 2 µL 時這一含量為 10 pg。樣品量減少了 75%。 即使進樣有所減少,某些最棘手農藥仍在默認 MRL 的一 半或 5 ng/g 處得到最佳色譜圖。