11種除草劑類農(nóng)藥檢測(cè)及 Xevo TQ新功能的使用

關(guān)鍵詞： UPLC-Xevo TQ 、除草劑、農(nóng)藥、 PICS 、 ScanWave 、 Quanpedia

前言：

建立用 Waters UPLC-Xevo 系統(tǒng)檢測(cè) 11 種 除草劑類 農(nóng)藥的檢測(cè)方法。這 11 種農(nóng)藥屬于季銨鹽類強(qiáng)極性化合物，采用 Waters ACQUITY BEH HILIC 色譜柱，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)物質(zhì)的良好保留，并實(shí)現(xiàn)這幾種化合物的較好分離。本方法應(yīng)用 Xevo TQ 的 IntelliStart 功能快速方便建立質(zhì)譜方法，并使用 PICS 功能輔助定性，對(duì)于低濃度或低響應(yīng)化合物，應(yīng)用 ScanWave 功能有效增強(qiáng)離子強(qiáng)度，并 應(yīng)用 Quanpedia 庫(kù)自動(dòng)導(dǎo)入和導(dǎo)出生成 MRM 方法及液相方法，實(shí)現(xiàn)多農(nóng)殘檢測(cè)方法的快速建立。

實(shí)驗(yàn)方法

1 、材料、試劑和儀器

乙腈為色譜純，實(shí)驗(yàn)用水為超純水 (18M Ω ,TOC 3ppb) ，乙酸銨為優(yōu)級(jí)純，甲酸為優(yōu)級(jí)純， ACQUITY UPLC ® 超高效液相色譜系統(tǒng)， Xevo TQ 質(zhì)譜系統(tǒng)

2 、實(shí)驗(yàn)條件

2.1 UPLC 方法
液相系統(tǒng)： Waters ACQUITY UPLC®
色譜柱： Acquity UPLC TM BEH HILIC 1.7 m m ， 2.1 ´ 50mm , P/N: 186003460
柱溫： 35˚C
檢測(cè)周期 ： 4 min
進(jìn)樣量： 10ul
流動(dòng)相： A ： 250m mol NH4AC +1.4%FA H2O pH=3.7 B ： CH3CN ; 梯度洗脫
弱洗溶劑：乙腈 / 水 =90/10 ， 900ul
強(qiáng)洗溶劑：乙腈 / 水 =10/90 ， 300ul
梯度方法見下表：

表 1 檢測(cè)梯度表

2.2 質(zhì)譜方法

MS 系統(tǒng) :Xevo TQ
離子化模式 :ESI+
毛細(xì)管電壓 ： 0.55KV
源溫度 ： 150 ° C
霧化氣溫度 : 450 ° C
霧化氣流速 :950L/h
錐孔氣流速 :10 L/h

質(zhì)譜檢測(cè)參數(shù)見表 2 。

表 2 MRM (Multiple Reaction Monitoring) 參數(shù)及各個(gè)農(nóng)藥保留時(shí)間、名稱、化學(xué)式及在其相應(yīng)檢測(cè)濃度下的 PtP 信噪比

* ： DDAC 在空白中含有， 0.005ppb 時(shí) DDAC 響應(yīng)超過空白中值，因此定此值為檢出限。

3 、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

Masslynx 4.1 SCN729

結(jié)果與討論

1. 標(biāo)準(zhǔn)品 、樣品配制

11 種除草劑的混標(biāo)用 1/9 水 - 乙腈溶液稀釋配制。 0.05ug/ml 基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)直接進(jìn)樣檢測(cè)。

2 、 11 種除草劑的提取離子色譜圖及重疊色譜圖

圖 1 11 種除草劑農(nóng)藥 MRM 檢測(cè)定量離子色譜圖

圖 2 11 種除草劑農(nóng)藥總離子重疊色譜圖

3 、 11 種除草劑農(nóng)藥檢測(cè)靈敏度，進(jìn)樣量 10ul 。

采用開發(fā)的 UPLC-MS/MS 方法，配制 11 種農(nóng)藥的混標(biāo)， 11 種農(nóng)藥具有不同的靈敏度響應(yīng)，因此可得到其最低定量限 (LOQ=10:1 信噪比 ) 的檢測(cè)濃度各有不同，各個(gè)農(nóng)藥在其相應(yīng)檢測(cè)濃度下的 PtP 信噪比，以及化學(xué)式等見表 2 所示。

4 、產(chǎn)物離子確認(rèn)掃描 -PICS 功能 - 擴(kuò)展定性能力：

在采集 MRM 數(shù)據(jù)時(shí)，設(shè)定基線噪音背景（ Background noise level ）的閾值（ Threshold ），當(dāng)目標(biāo)化合物響應(yīng)強(qiáng)度超過此閾值，即可開啟此目標(biāo)離子的 MS Scan ， Daughter Scan ， ScanWave MS Scan 或 ScanWave Daughter Scan 。在得到 MRM 定量色譜峰的同時(shí)得到離子確認(rèn)掃描結(jié)果，擴(kuò)展定性能力！

在各個(gè)農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品的 MRM 圖中，得到在過峰頂點(diǎn)處的 PICS 掃描圖，根據(jù)分析物的母離子和子離子，很容易定性判斷所對(duì)應(yīng)的峰為何種農(nóng)藥。

另外，對(duì)于只有單個(gè)離子對(duì)的化合物，無(wú)法進(jìn)行雙離子對(duì)定性， PICS 功能在定性方面的優(yōu)勢(shì)就更顯著。

下圖 3 中，是 維庫(kù)溴銨 515.5>356.4 離子對(duì)采集的 MRM PICS 掃描色譜圖，在該 MRM 色譜圖中提取了 1.36min 時(shí)間處的 PICS 質(zhì)譜圖（下圖 4 ），與 維庫(kù)溴銨標(biāo)準(zhǔn)品 PICS 質(zhì)譜圖或 MRM 方法比對(duì)， 即可判斷該峰為 維庫(kù)溴銨。

圖 3 維庫(kù)溴銨 515.5>356.4 離子對(duì)色譜圖

圖 4 庫(kù)溴銨 515.5>356.4 PICS 掃描質(zhì)譜圖

應(yīng)用 MassLynx 4.1 中的 TargetLynx 軟件，可以對(duì)采集實(shí)際樣品得到的 PICS 質(zhì)譜圖和標(biāo)準(zhǔn) PICS Reference 質(zhì)譜圖進(jìn)行比較，通過軟件計(jì)算的 Forward Fit 和 Reverse Fit 數(shù)值，可以較為量化的判斷樣品和標(biāo)準(zhǔn)品中分析物的匹配度。

取一 11 種農(nóng)藥混標(biāo)做為未知樣品，圖 5 是樣品中 維庫(kù)溴銨 PICS 質(zhì)譜圖和標(biāo)準(zhǔn)品 Reference 質(zhì)譜圖的匹配結(jié)果，樣品一次進(jìn)樣即可得到分析物定性匹配和 MRM 定量結(jié)果，圖 6 列出了 11 種農(nóng)藥在 MRM 檢測(cè)中得到的 PICS 質(zhì)譜圖。

圖 5 維庫(kù)溴銨 PICS 質(zhì)譜圖和標(biāo)準(zhǔn)品 Reference 質(zhì)譜圖的匹配

圖 6 11 種農(nóng)藥在 MRM 檢測(cè)中得到的 PICS 質(zhì)譜圖

5 、 ScanWave 信號(hào)增強(qiáng)功能

ScanWave 能夠根據(jù)荷質(zhì)比 (m/z) ，使離子在碰撞池富集和釋放，顯著提高 SIR 和 MS 掃描時(shí)的靈敏度，在低含量分析物的掃描中具有很好的應(yīng)用效果；同時(shí)在 MRM 檢測(cè)過程中，能夠和 PICS 功能同時(shí)使用，顯著增強(qiáng) PICS MS 質(zhì)譜信號(hào)或子離子質(zhì)譜信號(hào)。

應(yīng)用實(shí)例 1 ，仍以維庫(kù)溴銨（濃度為 20ppb ）為例，分別進(jìn)行 Daughter Scan 和 ScanWave Daughter Scan 兩種掃描實(shí)驗(yàn)，

圖 7 Daughter Scan 和 ScanWave Daughter Scan 兩種掃描方法

從得到的子離子掃描色譜圖上，可以看到 ScanWave Daughter Scan 信號(hào)比 Daughter Scan 信號(hào)增強(qiáng) 5 倍多（見圖 8 ）；同時(shí)，從兩種掃描方式得到的質(zhì)譜圖上，也可以看到 ScanWave Daughter Scan 的質(zhì)譜信號(hào)也要高出 5 倍（見圖 9 ）。

圖 8 SanWave 增強(qiáng)子離子掃描色譜圖信號(hào)       圖 9 SanWave 增強(qiáng)子離子質(zhì)譜圖信號(hào)

應(yīng)用 實(shí)例 2 ，在 MRM 檢測(cè)的同時(shí)，和 MRM 檢測(cè)、 PICS 功能同時(shí)使用，明顯增強(qiáng) PICS 子離子掃描的靈敏度，提高了 7 倍多（見圖 10 ）；同時(shí)，由于 Xevo TQ 超快的掃描速率，在 MRM 中， ScanWave 不影響 MRM 信號(hào)強(qiáng)度，不會(huì)影響 MRM 定量的準(zhǔn)確度。

圖 10 MRM 方法中 SanWave 增強(qiáng) PICS 子離子質(zhì)譜信號(hào)

該功能還可應(yīng)用于全掃描功能中的信號(hào)增強(qiáng)，

7 、 Quanpedia 方法庫(kù)

Quanpedia 是一個(gè)方法庫(kù)，從數(shù)據(jù)庫(kù)中基于化合物名稱或化合物類別選擇感興趣的物質(zhì)，可自動(dòng)建立現(xiàn)成的 LC 方法（包括流動(dòng)相、梯度方法、色譜柱等信息）、 MRM 方法、定量方法和進(jìn)樣序列方法。同樣可以實(shí)現(xiàn)用戶已有的 UPLC-MS/MS 方法的自行導(dǎo)入，補(bǔ)充和充實(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)量，用于感興趣化合物的快速篩查。

這里，對(duì)于建立的這 11 種農(nóng)藥 UPLC-MS/MS 檢測(cè)方法，導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，在不同的 UPLC-Xevo TQ 系統(tǒng)上可以傳遞通用。通過數(shù)據(jù)庫(kù)生成 UPLC-MS/MS 檢測(cè)方法，不需要標(biāo)準(zhǔn)品，即可方便的進(jìn)行化合物快速篩查。

圖 6 Quanpedia 數(shù)據(jù)庫(kù)方法導(dǎo)入 11 種農(nóng)藥 UPLC-MS/MS 檢測(cè)方法

在 Waters 現(xiàn)在的 UPLC-Xevo TQ 系統(tǒng)的 Quanpedia 數(shù)據(jù)庫(kù)中已經(jīng)具有大約 910 多種常見化合物的檢測(cè)方法。

結(jié)論：

本文建立了用 Waters UPLC-Xevo 系統(tǒng)檢測(cè) 11 種除草劑類農(nóng)藥的定量分析方法。方法的檢出限 : 有 5 種化合物達(dá)到 pg/ml 級(jí)檢測(cè)。通過 Xevo TQ 的 PICS 功能，對(duì)每個(gè)化合物在 MRM 檢測(cè)同時(shí)，施加 PICS 功能輔助定性。

在低含量或低靈敏度分析物中 ， ScanWave 能夠根據(jù)荷質(zhì)比 (m/z) ，使離子在碰撞池富集和釋放，顯著提高 MS 掃描和 Daughter 掃描時(shí)的靈敏度；同時(shí)在 MRM 掃描中，能夠和 PICS 功能同時(shí)使用，顯著增強(qiáng) PICS MS 質(zhì)譜信號(hào)或 Daughter 質(zhì)譜信號(hào)，而不會(huì)影響定量結(jié)果。

應(yīng)用 Quanpedia 庫(kù)自動(dòng)生成 UPLC-MS/MS 檢測(cè)的 MRM 方法，無(wú)需標(biāo)準(zhǔn)品即可進(jìn)行感興趣化合物的快速篩查。