應用TSQ 8000 Evo三重四極氣質聯(lián)用儀碰撞池技術一針進樣分析大米中666種農殘
應用 TSQ 8000 Evo 三重四極氣質聯(lián)用儀的快速碰撞池技術一針進樣分析大米中的 666 種農殘
概覽
目的：使用快速碰撞池技術來提高農藥檢測方法容量
方法：搭載了 QuEChERS 的 GC-MS/MS (Thermo ScientificTM TSQTM 8000 Evo) 系統(tǒng)
結果：添加二級碰撞池的高轉換速度使得測量低于EU監(jiān)管水平的農藥濃度成為可能
介紹
大量的食用商品需要接受農殘分析。大米是世界上十大 食用商品之一，2013 年的交易量為 4.7 億噸。大米的生產(chǎn)國家主要分布在亞洲，以印度和中國為最大的兩個出口國。對這類商品進行農殘控制，需要在世界上多個國家 的實驗室里進行大量的分析[1]。歐盟監(jiān)管條例[2]和數(shù)據(jù)庫[3] 中對多達 450 種農藥明確限定了最大殘留水平。 對多種農藥進行高效的測量需要在單個測試方法中實現(xiàn)盡量多的定靶分析。隨著通用樣品處理技術，如 QuEChERS，以及 GC-MS/MS 等選擇性分離和測量技術的發(fā) 展， 將多種農藥合并在單個分析方法中進分析已經(jīng)變得越來越普遍。然而，因為在使用多殘留檢測使用大量 SRM 通道進行分 析時，單個選擇反應監(jiān)控（SRM）的弛豫時間縮短，這些高容量方法經(jīng)常造成儀器的靈敏度下降。許多用戶試圖通過降低四極桿的分辨率來彌補這一點，然而這個方法會提高雜質干擾的風險，在復雜基質樣品分析中尤為 如此。 GC 三重四級桿 MS 技術近期的發(fā)展并不是僅僅聚焦于硬件，實際上，要在高通量環(huán)境下支持多農殘分析工作流程，能夠有效驅動儀器運行和處理復雜數(shù)據(jù)的強有力的軟件同樣不可或缺。我們建立了一種專注于包括大量化合物的多農殘分析 的方法，通過使用搭載了新型快速碰撞池技術的GCMS/MS 系統(tǒng)并佐以獨特的智慧軟件工具，本工作解決了對高靈敏度、高選擇性，和大容量的多農殘分析方法的需求。
方法
樣品制備
利用 QuEChERS 技術制備了 1 g/mL 的大米基質提取物。最 終提取物在環(huán)己烷 / 乙酸乙酯 (50 : 50 v/v) 溶劑中進行了交換。
氣相色譜
Thermo ScientificTM TRACETM 1310 氣相色譜儀被用于化合物 分離。該系統(tǒng)配備了 iC-PTV 進樣器。表 1 和表 2 分別給 出了進樣器條件和升溫程序。分析柱使用的是Thermo ScientificTM TraceGOLD TG-5SILMS 30m×0.25mm×0.25μm柱。
質譜儀
TSQ 8000 Evo 儀器使用了電子轟擊離子源（EI+），并以 MS/MS 模式運行。該儀器配備了一個新型加速碰撞池 （EvoCell），能夠支持更高的SRM 轉換速度。數(shù)據(jù)采集 方面，若無特別說明，每個化合物使用了 2-3 個 SRM 離 子對。數(shù)據(jù)采集使用了 Timed-SRM（定時 -SRM ）（ 圖 1）， 每個色譜峰采集至少 12 個點。 SRM 離子對和碰撞能采自 Thermo ScientificTM TraceFinderTM 化合物數(shù)據(jù)庫。
數(shù)據(jù)處理是通過 Thermo Scientific TraceFinder 軟件進行的。 所有處理的 LOD 數(shù)據(jù)都是使用未糾正的峰面積計算的， 精確度為 99% 置信度（Student's t）。
圖1. 分段SRM（左）和定時-SRM（右）的采集時間表。定時-SRM能夠避免采集不必要的離子對（分段SRM方法中會出現(xiàn)這一情況）， 從而更有效地利用弛豫時間。
結果
轉換速度的效果 Effect of transition speed 隨著速度增強型離子透鏡碰撞池的發(fā)展，TSQ 8000 Evo 儀 器提供了使用高達 800SRM/s 轉換速度的機會。這使得以下情況成為可能：
• 使用快速色譜
• 增加每個化合物的離子對數(shù)目
• 增加一個方法中化合物的數(shù)目
• 使用快速 GC 或快速 GC 柱溫箱升溫程序
本實驗還擴大到使用真實基質樣品（大米）中的多種農 藥作為樣品，不過這次專注于考察 EvoCell 達到轉換速率極限時的分析表現(xiàn)。為此目的，我們創(chuàng)建了一個能夠檢 測超過 666 種農藥和其他雜質的方法，并且一部分農藥 以 500 μs 的弛豫時間進行了數(shù)據(jù)采集。所得數(shù)據(jù)見圖 3。
盡管采集條件比較極端，所測農藥的平均水平低于 2 ppb， 也低于EU 通常要求的10 ppb 限制。此外，絕大部分化合 物在 5-500 ppb 間的響應水平（在與校準曲線基質相同的情況下）的線性都（未修正的）>0.99。
提高離子對數(shù)目
對通常的方法流程、GC 表現(xiàn)，和數(shù)據(jù)處理來說，在單次 分析中檢測 666 種農藥都是不現(xiàn)實的。很多實驗室會把 他們的 GC-MS/MS 農藥檢測方法限制在 100-350 化合物范 圍內，絕大部分檢測大約100-200 種農殘。800 SRM/s 的 極快轉換速率（尤其是在使用定時 -SRM 時）在運行標準方法的情況下通常是不需要的。一種利用更快轉換速率的方法是向您目前的化合物列表和方法中添加更多的離子對。這一點可以在很多方面帶來好處。首先每個化合物的離子對數(shù)目越多，對任何陽性殘留檢出的信心就越高。另一個好處是隨著每個化合物的離子對數(shù)目的增加，SRM 直接干擾的可能性就會降低，從而增加了對基質干擾的抵抗力。這意味著方法能夠可靠地被應用于更大的樣品范圍。
使用 EvoCell 技術能夠將 SRM 離子對數(shù)目提高至四倍，上 圖檢測的離子對數(shù)目為5496（圖 4）。使用EvoCell 對所 有 262 種化合物進行分析得到的（平均）LOD (1.84 ppb) 低 于使用老式碰撞池技術檢測1300 對 SRM 離子對得到的 LOD（2.63 ppb）。這證明，在滿足這些化合物所需達到的 檢測水平后，仍有可能通過利用快速的 SRM 轉換速率來提高方法容量。
中等轉換速率下的系統(tǒng)表現(xiàn)
我們也實驗考察了 TSQ 8000 Evo 系統(tǒng)在更常見的多農殘分析采集環(huán)境下的定量表現(xiàn)。
我們針對大米基質中的262 種農藥，以每種農藥2 至 3個離子對的水平進行了考察。大部分農藥都能在基質水 平遠低于 1ppb 的情況下進行定量，并且表現(xiàn)出很好的選 擇性（圖 5）。
結論
• TSQ 8000 Evo GC-MS/MS使用了快速碰撞池技術 (EvoCell)，該技術帶來了建立極高容量多農殘檢測方法的能力。
• 在農藥檢測的關鍵濃度（及更低）都可以使用高 SRM轉換速度，為檢測方法的改進帶來了更多可能性，例如引入更多離子對或進行更快的色譜洗脫。
• 離子對數(shù)目的增加可以作為提高采集能力的應用進行進一步開發(fā)，以使方法能夠適用于不同基質的樣品。
• 下一步工作將聚焦于將短柱子上的快速 GC 與更快的采集速度結合應用，以提高方法效率。
參考文獻
1. Food Processing Technology Features webpage on The ten most traded food and beverage commodities.http://www.foodprocessing-technology.com/features/featurethe-10-mosttradedfood- and-beverage-commodities-4181217/ (accessed June 2014).
2. Parliament and of the Council of 23 February 2005 on maximum residue levels of pesticides in or on food and feed of plant and animal origin and amending Council Directive 91/414/EEC. Strasbourg, France; February, 23 2005.
3.EU Pesticides Database Home Page. http://ec.europa.eu/sanco_pesticides/public/?event=homepage (accessed June 2014).
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