前言:
中國是農藥生產和使用大國,農藥廣泛用于農業生產中,同時農藥濫用和不 規范使用現象比較普遍,所以在食品中農藥殘留情況也是比較突出。日常檢 測中,農殘檢測的任務也相當繁重,當前我國對于農殘檢測的方法標準主要 集中在GC、GCMS等,隨著氣相色譜三重四極桿質譜的普及,GC-MS/MS 的檢測方法以其高選擇性、高靈敏度、高通量特點越來越受檢測工作者的歡 迎,為此農業部在2017年發布了《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)。賽 默飛應用團隊基于此國標方法,開發了應對不同基質中農殘前處理方式,以 及配套的儀器方法和數據處理方法,以滿足農殘檢測快速、準確、高通量的 要求。
基于QuEChERS前處理技術,我們開發了上海青、大米、花生油、茶葉四 種具有代表性的樣品基質的提取凈化方法,基于TSQ 9000的Time-SRM掃 描方式建立了一針檢測208種農藥的儀器方法(Instrument Method),依托 TraceFinder軟件開發了對應的數據處理方法(Master Method)。對樣品基質進 行了不同濃度的加標回收測算,經過基質標準曲線定量計算,大部分的化合 物回收率在80-120%之間,基質標準曲線濃度在0.01-0.2 mg/kg范圍內,所有 化合物的線性相關系數均在0.99以上,定量限都能做到0.01 mg/kg。
2. 儀器 氣相色譜-三重四極桿質譜儀TSQ 9000 (賽默飛世爾科 技,美國),Pesticides II 30 m×0.25 mm×0.25 µm with 5 m guard(PN:26RD142F)毛細管色譜柱。
3. 主要試劑和材料 3.1 乙腈(色譜純) 3.2 正己烷(色譜chun) 3.3 冰醋酸(分析純) 3.4 酸化乙腈(1:99):取10 mL冰醋酸(3.3)加入到 990 mL乙腈(3.1)中,混勻 3.5 正己烷飽和的乙腈:取500 mL乙腈(3.1),往里加 入正己烷(3.2),直到有明顯分層 3.6 QuEChERS鹽包1(PN:60105-333-P):含4 g硫 酸鎂、1 g氯化鈉、1 g檸檬酸鈉、0.5 g檸檬酸氫二鈉 3.7 QuEChERS鹽包2(PN:60105-335-P):含6 g無 水硫酸鎂、1.5 g醋酸鈉 3.8 QuEChERS凈化管1(PN:60105-218-P):內含 900 mg硫酸鎂、150 mg PSA及15 mg GCB的15 mL 塑料離心管 3.9 QuEChERS凈化管2(PN:60105-226):內含 1200 mg硫酸鎂、400 mg PSA、400 mg C18及400 mg GCB 的15 mL塑料離心管 3.10 QuEChERS凈化管3(PN:60105-225-P):內含 1200 mg硫酸鎂、400 mg PSA及400 mg C18的15 mL 塑料離心管
4 實驗部分 4.1 QuEChERS前處理方法 根據不同的樣品基質類型,前處理有如下四種基本流程: 4.1.1 上海青(適用于蔬菜、水果和食用菌類) 稱取10 g已均質好的試樣(至0.01 g)于50 mL塑 料離心管中,加入10mL乙腈(3.1),充分混勻后, 放入-20℃冰箱冷凍10 min,再加入4 g硫酸鎂、1 g氯化鈉、1 g檸檬酸鈉、0.5 g檸檬酸氫二鈉等鹽包 (PN:60105-333-P),蓋上離心管蓋,劇烈震蕩1 min 后,9000 r/min離心6 min。吸取6 mL上清液到內含900 mg 硫酸鎂、150 mg PSA及15 mg GCB的15 mL塑料離心管 中(PN: 60105-218-P),渦旋混勻1 min, 9000 r/min離心 6 min,吸取1 mL上清液于進樣瓶中,待上機測定。
4.1.2 大米(適用于谷物、油料和堅果類) 稱取5 g已粉碎的試樣(至0.01 g)于50 mL塑料離 心管中,加10 mL水渦旋混勻,靜置30 min。加入10 mL 1%醋酸乙腈溶液(3.4),充分混勻后,放入-20℃冰箱 冷凍10 min,再加入6 g無水硫酸鎂、1.5 g醋酸鈉等鹽包 (PN:60105-335-P),蓋上離心管蓋,劇烈震蕩1 min后 9000 r/min離心6 min。吸取6 mL上清液加到內含1200 mg 硫酸鎂、400 mg PSA及400 mg C18的15 mL塑料離心管中 (PN:60105-225-P),渦旋混勻1 min。9000 r/min離心 6 min,吸取1 mL上清液于進樣瓶中,待上機測定。
4.1.3 普洱茶(適用于茶葉和香辛料類) 稱取2 g已粉碎的試樣(至0.01 g)于50 mL塑料離 心管中,加10 mL水渦旋混勻,靜置30 min。加入10 mL 1%醋酸乙腈溶液(3.4),充分混勻后,放入-20℃冰 箱冷凍10 min,再加入6 g無水硫酸鎂、1.5 g醋酸鈉等鹽 包(PN:60105-335-P),蓋上離心管蓋,劇烈震蕩 1 min后9000 r/min離心6 min。吸取6 mL上清液加到內含 1200 mg硫酸鎂、400 mg PSA、400 mg C18及400 mg GCB的15 mL塑料離心管中(PN:60105-226),渦旋混 勻1 min。9000 r/min離心6 min,吸取1 mL上清液于進樣瓶 中,待上機測定。
4.1.4 花生油(適用于食用油類) 稱取2 g試樣(至0.01 g)于50 mL塑料離心管中, 加入10 mL正己烷飽和的乙腈(3.5),劇烈震蕩1 min后 9000 r/min離心6 min。吸取乙腈層加到內含1200 mg硫 酸鎂、400 mg PSA及400 mg C18的15 mL塑料離心管中 (PN:60105-225-P),渦旋混勻1 min。9000 r/min離心 6 min,吸取1 mL上清液于進樣瓶中,待上機測定。
4.2. 樣品基質溶液: 選取空白樣品,用(4.1)前處理方式得到的空白基質溶 液。
4.3. 標準溶液的配置 7.1 標準儲備液:在十萬分之一分析天平上稱取每種農 藥單標化合物10 mg,加入10 mL相應的溶劑(根 據不同的化合物加入丙酮、甲苯或者乙腈)溶解, 配制成濃度為約1000 mg/L 的溶液。每種單個標準 儲備液的濃度根據稱樣量和加入溶劑的體積計算得 到。所有單標儲備液在-20℃冰箱中冷凍保存。單標 儲備液的有效期為6 個月。 7.2 混合標準中間液:移取適量的單標儲備液,用乙腈 稀釋。中間標準儲備液的濃度為10.0 mg/mL。中間 標準儲備液在-20 ℃冰箱中冷凍保存。中間儲備液的 有效期為3 個月。 7.3 工作標準溶液:取適量的混合標準中間液,以空白 樣品基質液(6)依次稀釋成濃度為0.010, 0.020, 0.050, 0.100, 0.200 mg/L的工作標準溶液。
4.4 儀器方法 4.4.1氣相方法: 柱溫箱:40 ℃保持1.5 min,以25 ℃/min升至90 ℃,保 持1.5 min,再以25 ℃/min升至180 ℃,保持1.5 min,以 5 ℃/min升至 280 ℃,后以 10 ℃ /min 升溫到 300 ℃, 保持 5 min;SSL進樣口:溫度270 ℃,進樣模式:不分流 進樣,不分流時間:1 min;載氣:恒流,1.2 mL/min.
4.4.2質譜方法: 傳輸線溫度:280 ℃;離子源溫度為300 ℃;離子 源:E I;采集方式:Time-SRM;分辨率:F W H M 0.7Da(Q1和Q3);化合物離子對信息來源于Thermo農殘數 據庫CDB以及AutoSRM。
4.5 數據處理 使用 Thermo Scientific™ TraceFinder軟件對數據進行采 集、處理和報告分析,該軟件可同時實現儀器控制、方法 開發、定量/ 定性分析以及報告編輯。此外,TraceFinder 軟件可以根據你所需要的信息自定義報告模板。
4.6 AutoSRM自動優化化合物離子對信息及碰撞能量 對于串接氣質來說,方法優化及建立是非常重要的部分常規的方法開發需要對每個未知化合物挑選母離子,子離 子以及優化碰撞能量,當未知化合物越多,花費的時間也 就越多。賽默飛世爾科技全新一代三重四極桿氣相色譜質 譜聯用儀TSQ 9000*的AutoSRM功能,可以自動優化 離子對信息及碰撞能量,并且當一次優化的化合物數目較 多時,可以智能的調整進樣的次數以期在少的時間內得 到優化的方法,使得整個方法建立部分更加簡單方便。 整個AutoSRM的步驟如下:
第三步:優化碰撞能量,選擇full range或者Target模式進 行SRM碰撞能量優化,在出來的數據中,選擇響應高處 的CE值為優碰撞能量
5. 實驗結果及討論 5.1國標方法定量限要求 208種農藥針對不同的樣品基質,定量限有所不同,總體 分布要求如下: a)蔬菜、水果、食用菌(0.01mg/kg) b)谷物、油料、堅果(0.01-0.02mg/kg) c)茶葉和 香辛料(0.01-0.05mg/kg) d)食用油(0.01-0.02mg/kg)
5.2標準曲線及檢出限 以4種樣品空白基質配制0.010、0.020、0.050、0.100 、0.200 mg/L的混標溶液,建立標準曲線,相關系數R2 均大于0.99。根據國標的要求,定量限低的要求做到 0.01 mg/kg,茶葉基質中混合農藥的譜圖如圖1所示。在 本實驗方案中,所有化合物定量限能達到0.01 mg/kg,具 體樣品基質中檢出限統計如圖2所示。該實驗方案的檢出 限水平遠超國標方法的要求
5.2回收率及穩定性 根據4種樣品基質,我們分別做了加標回收率實驗,在特 定的加標濃度下,大部分化合物回收率在80-120%之間, 回收率統計見表2。茶葉基質中40ppb濃度的農殘,連續 進樣10針,RSD統計情況如圖3。
結論:
本實驗采用QuEChERS前處理方案,Thermo Fisher全新 一代三重四極桿質譜TSQ 9000,同時配備Pesticide II色譜 柱分離,在Time-SRM的掃描方式下,讓儀器方法管理更 加智能方便,使208種農藥及代謝物在36min內一針完成 分析,基于TraceFinder軟件一站式的數據處理,一站式完 成208種農殘的全流程分析檢測。該實驗室方案具有前處 理流程簡單、快速、準確、有效,儀器操作簡便,方法性 能具有的靈敏度和出色的穩定性的特點,*新 國標對于農殘檢測的要求。
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