應(yīng)用三重四極桿GC-MS/MS同時(shí)篩查食品中的600多種農(nóng)藥殘留

概述
目的：介紹兩種一針進(jìn)樣進(jìn)行目標(biāo)化合物和非目標(biāo)化合物篩查的方法
方法：應(yīng)用選擇反應(yīng)監(jiān)測(cè)（SRM）模式，或應(yīng)用選擇反應(yīng)監(jiān)測(cè)/全掃描（SRM/FS）交替掃描模式進(jìn)行600種農(nóng)殘的篩查分析
結(jié)論：兩種方法均可以應(yīng)用于目標(biāo)化合物和非目標(biāo)化合物篩查，靈敏度損失小

引言
由于高靈敏度 GC-MS 的出現(xiàn)，使得農(nóng)殘檢測(cè)中大部分化合物的分析都可以采用統(tǒng)一的樣品前處理方法，因而可以將不同基質(zhì)中不同化合物的檢測(cè)整合到一個(gè)方法中，并且一針進(jìn)樣檢測(cè)的化合物數(shù)量越來(lái)越多。GC-MS 非常適合各種基質(zhì)樣品中多種殘留物的分析。但是，隨著目標(biāo)化合物數(shù)量增多，方法優(yōu)化變得更加復(fù)雜，分析性能會(huì)變差。而且，人們希望能夠拓展有潛在危害的食品污染物清單。本文介紹了一種靈活的儀器分析方法和數(shù)據(jù)處理軟件，能夠通過(guò)優(yōu)化MS 分析過(guò)程來(lái)減少分析性能的損失，使 GC-MS/MS 能應(yīng)用于分析樣品中的 600 種農(nóng)殘。本文還討論了通過(guò)選擇反應(yīng)監(jiān)測(cè) / 全掃描（SRM/FS）交替掃描模式進(jìn)行目標(biāo)化合物的定量及未知化合物的定性分析。

方法 1——600 種農(nóng)殘的篩查分析

樣品制備
從本地商店里購(gòu)買萵苣樣品，用QuEChERS方法進(jìn)行萃取和凈化后，再用1:1的乙酸乙酯/環(huán)乙烷進(jìn)行提取，之后，將5 ml的提取液溶劑置換為9:1的己烷：乙腈溶劑，且定容至1ml，最后向濃縮的空白基質(zhì)中加入多種標(biāo)準(zhǔn)品的混合標(biāo)樣。

氣相色譜條件
Thermo Scientific 的TRACE 1310 GC 配置有一個(gè)SSL和一個(gè)PTV進(jìn)樣口，使用PTV進(jìn)樣口進(jìn)樣，進(jìn)樣量1µL。系統(tǒng)使用一個(gè)Siltek惰性襯管（Thermo Scientific產(chǎn)品號(hào) 453T2120），鍵合5%聯(lián)苯95%二甲基聚硅氧烷為固定相的毛細(xì)管色譜柱（30 m x 0.25 mm 0.25 µm）。表1為PTV進(jìn)樣口和柱溫箱參數(shù)。

表1. PTV 和爐溫參數(shù)

質(zhì)譜條件
使用Thermo Scientific 的 TSQ 8000 三重四極桿質(zhì)譜儀分析 600 種化合物，采用 SRM 模式進(jìn)行目標(biāo)物檢測(cè)。首先進(jìn)行全掃描以確定各化合物的保留時(shí)間，然后采用選擇反應(yīng)監(jiān)測(cè)（SRM）模式建立一種定時(shí) SRM 方法，實(shí)現(xiàn)一次進(jìn)樣分析所有化合物。該方法包含了超過(guò)1300個(gè)離子對(duì)，來(lái)自于TSQ 8000 的農(nóng)殘分析化合物數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò) TSQ 8000 系統(tǒng)的方法庫(kù)自動(dòng)載入處理方法和儀器方法。傳輸線溫度設(shè)置為250℃，離子源溫度設(shè)置為300℃。如圖1所示，定時(shí)SRM（t-SRM）能夠分析 600 種農(nóng)殘，方法靈敏度高。

圖 1. 定時(shí) SRM 方法的一部分離子對(duì)掃描時(shí)間段

結(jié)果
通過(guò)對(duì)萵苣樣品進(jìn)行所有600種農(nóng)殘的掃描，最終定量檢測(cè)出52種農(nóng)殘。用Thermo Scientific的TraceFinder軟件繪制曲線，所有化合物的線性相關(guān)系數(shù)R2 > 0.98。對(duì)加入 40 ppb 校準(zhǔn)溶液的基質(zhì)加標(biāo)樣品進(jìn)行了10次平行分析。為了檢驗(yàn)篩查能力，還向40ppb加標(biāo)樣中另外添加了少量校準(zhǔn)溶液未包含的化合物，均被該方法檢出。表2 列舉出了40 ppb 加標(biāo)樣中各化合物的平均濃度和RSD（%）。
圖2顯示了40ppb加標(biāo)樣中被檢出的非標(biāo)樣化合物的定量離子和定性離子。這表明，該方法和儀器能夠?qū)�樣品中所含有的目�?biāo)化合物進(jìn)行定性，即使未進(jìn)行儀器的定量校準(zhǔn)。

表2. 萵苣樣品的40ppb加標(biāo)樣分析結(jié)果

圖 2. 定性檢出的未經(jīng)校準(zhǔn)非目標(biāo)農(nóng)殘。最大的峰為定量峰，其它峰為確認(rèn)峰。

建立了第二種方法，只以52種農(nóng)殘作為目標(biāo)化合物，僅包含104個(gè)離子對(duì)。對(duì)5ppb 和10ppb標(biāo)樣平行分析10次，計(jì)算兩種儀器方法的MDLs，一種包含超過(guò)1300個(gè)離子對(duì)，另一種僅包含104個(gè)離子對(duì)。圖3顯示了兩種方法的MDLs結(jié)果。盡管包含104個(gè)離子對(duì)的方法能提供更長(zhǎng)的駐留時(shí)間從而得到更低的檢出限，但對(duì)于本實(shí)驗(yàn)化合物清單中歐盟對(duì)萵苣有限值規(guī)定的農(nóng)殘，掃描600種化合物的篩查方法仍然能夠滿足要求。

方法 2——SRM/FS 交替掃描

樣品制備氣相色譜條件
樣品制備氣相色譜條件與方法 1 相同。

質(zhì)譜條件
使用Thermo Scientific的TSQ 8000三重四極桿質(zhì)譜儀掃描147種化合物。首先進(jìn)行全掃描以確定各化合物的保留時(shí)間，然后采用選擇反應(yīng)監(jiān)測(cè)（SRM）模式建立一種定時(shí)SRM方法，實(shí)現(xiàn)一次進(jìn)樣分析所有化合物。建立了第二種方法，在分析過(guò)程中加入了全掃描步驟。

結(jié)果
首先對(duì)一個(gè)果汁飲料樣品進(jìn)行 QuEChERS 萃取和凈化，并將萃取液濃縮5倍。然后向萃取液中加入147種農(nóng)殘，配制從1ppb到200ppb的校準(zhǔn)曲線。采用TraceFinder軟件，為 SRM 和 SRM/FS 交替掃描這兩種方法繪制147種化合物的標(biāo)準(zhǔn)曲線。兩種分析方法下，大部分化合物的線性相關(guān)系數(shù) R2 > 0.98。為了獲得兩種儀器方法——僅有SRM和FS/SRM 交替掃描——的 MDLs，向果汁萃取液中分別加入1ppb和10ppb校準(zhǔn)溶液，對(duì)加標(biāo)樣平行分析10次。圖4對(duì)這兩種方法的 MDLs進(jìn)行了比較，增加了全掃描的儀器方法的 MDLs 的實(shí)際值略高于僅有SRM的方法，但非常接近。
果汁飲料中加入100ppb標(biāo)樣，并采用FS/SRM交替掃描的儀器方法進(jìn)行分析。樣品萃取液中還添加了兩種1ppm水平的酞酸酯。從100ppb農(nóng)殘加標(biāo)樣的全掃描色譜圖中發(fā)現(xiàn)一些明顯的峰，保留時(shí)間為9.29分鐘、9.73分鐘、10.39分鐘、10.91分鐘，和一個(gè)飽和峰，保留時(shí)間在31.00分鐘。圖5為前四種化合物的放大圖，圖6顯示了這些非目標(biāo)化合物在 NIST 圖庫(kù)中的匹配情況。

圖 4. 兩種方法的 MDLs 比較：SRM 與 FS/SRM 交替掃描

圖 5. 100 ppb 加標(biāo)樣中四個(gè)未知峰的放大圖

圖 6. 四個(gè)未知峰與 NIST 圖庫(kù)的匹配度

結(jié)論
使用TRACE 1310 GC-TSQ 8000 MS系統(tǒng)，建立了分析篩查目標(biāo)化合物和非目標(biāo)化合物的兩種不同方法。方法 1 在一次分析運(yùn)行中，使用TSQ 8000 對(duì)600種農(nóng)殘進(jìn)行高速掃描的SRM分析，不犧牲靈敏度。無(wú)需對(duì)600種農(nóng)殘全部進(jìn)行校準(zhǔn)，分析者也能夠?qū)�樣品中可能存在的其他農(nóng)殘定性檢出。由于TSQ 8000能夠通過(guò)高速掃描和圖庫(kù)檢索生成高質(zhì)量的全掃描譜圖，方法2使用了儀器的FS/SRM交替掃描模式進(jìn)行分析。選擇部分低含量的目標(biāo)化合物進(jìn)行SRM分析，同時(shí)用全掃描對(duì)任何類型的未知化合物進(jìn)行定性，例如包裝材料的析出物，或食品中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與防腐添加劑的分析等。

下面對(duì)兩種方法進(jìn)行了總結(jié)。

600 種農(nóng)殘篩查
• 由于TSQ 8000的高速掃描能力，對(duì)600種農(nóng)殘進(jìn)行篩查而不影響靈敏度
• 52 種化合物的校準(zhǔn)線性相關(guān)系數(shù) R2 > 0.98
• 通過(guò)通過(guò)化合物的離子對(duì)信息及離子比例，能夠?qū)ξ葱��?zhǔn)的農(nóng)殘進(jìn)行定性分析
• 應(yīng)用AutoSRM功能優(yōu)化未知化合物的離子對(duì)信息，定制化合物列表

交替 SRM/FS
• 確定大量目標(biāo)化合物的同時(shí)，采集全掃描數(shù)據(jù)
• 對(duì)目標(biāo)化合物定量分析的同時(shí)，發(fā)現(xiàn)非目標(biāo)化合物
• 使用 NIST 圖庫(kù)對(duì)非目標(biāo)化合物進(jìn)行定性分析
• 大部分農(nóng)殘的校準(zhǔn)線性相關(guān)系數(shù) R2 > 0.98
• 無(wú)論是否采集全掃描數(shù)據(jù)，MDLs相近
• 能應(yīng)用于檢測(cè)包裝材料的污染、營(yíng)養(yǎng)成分、或食品中添加的防腐劑
• 應(yīng)用AutoSRM功能優(yōu)化未知化合物的離子對(duì)信息，定制化合物列表