气质和液质合对蔬菜汁中的农药残留进行全面检测

前言：随着食品工业全球化的快速发展 ，人们对食品安全的关注也日益增加 ，对食品中所监控的农药品种的数量和这些农药允许的残留水平的规定也发生了巨大变化 。在美国 ，现在已登记的农药超过 1000 种 ，美国环境保护局（EPA）对其中约 400 种农药建立了标准 ，并由美国食品药品监督管理局（FDA）强制执行 。欧盟（EU）和日本也对食品中的农药残留进行严格监管 ，制定了食品和动物饲料中农药的最高残留（MRLs）。尽管这些水平各异 ，但默认是 10 ppb。2因此 ，食品检验实验室应该有能力检测和定量大量食品中数百种极低浓度水平污染的农药 。没有一种单一的分析手段可以满足这种灵活多样的分析需求 。鉴于农药污染物多变的化学性质和存在数量巨大的待检测化合物 ，这就要求有各种色谱和质谱系统来完成这项分析任务 。对于那些很容易挥发且不易降解的农药 ，GC/MS（气相色谱-单四极杆质谱 ）即是一个理想的分析工具 ，因为它有容量很大的农药谱库 ，以及解卷积软件可用于农药品种鉴定 。复杂基质食品要求采用 GC/MS/MS（气相色谱串联质谱 ）分析 ，以满足在存在极大量背景化合物干扰基质时具有理想选择性和检测灵敏度的需求 。对于极性非常大 、不容易挥发 、热稳定性差或者不易衍生的农药如氨基甲酸酯类和有机磷类农药 ，*好采用液相色谱（LC）分析 。LC/MS/MS 尤其适用于分析已知的一组目标农药 ，因为它在复杂食品基质样品分析中具有高灵敏度和特异性 。

本应用简报采用这三种质谱技术实现了蔬菜汁中 39 种农药残留的全面检测 。运用这三种仪器系统 ，能成功检测 39 种农药 ，同时对其检测限和回收率均进行了测定 。采用配备了安捷伦质量选择检测器（MSD）的 GC/MS 分析加标样品 ，同时采用安捷伦解卷积报告软件（DRS）、保留时间锁定（RTL）的农药和内分泌干扰物信息库处理分析结果 。在 GC/MS 的 SIM 模式下进行农药的确证和定量 。采用安捷伦三重四极杆 GC/MS 系统 ，在多反应监测模式下进行 GC/MS/MS 分析 ，提高了农药的检测灵敏度和特异性 。对于极性强的农药 ，*好采用安捷伦三重四极杆 LC/MS系统进行 LC/MS/MS 分析 。所有三种仪器系统分析样品的制备使用 AOAC QuEChERS 方法[1]。农药在 SIM 检测模式下进行GC/MS 分析 ，典型的线性范围为 25 ng/mL（ppb）-1 µg/mL（ppm），而采用 GC/MS/MS 方法分析时 ，大多数农药的线性范围是 2.5 ng/mL-1 µg/mL。当采用 LC/MS/MS 进行分析时 ，一些农药可获得更宽的线性范围（0.5 ng/mL-1 µg/mL）。三种分析平台的使用保证了对 39 种农药的筛选和确证能力 ，可确定相关蔬菜汁产品的质量是否符合国际规范的要求 。

实验部分试剂与标准品大多数农药标准品来自美国 EPA 农药库（米德堡 ，马里兰州 ），其它的来自 Fluka/Sigma Aldrich 公司 。农药标准溶液采用美国食品杂货制造商协会-食品工业分析化学家委员会提供的未加标的空白蔬菜汁制备 。分别称取各农药标准品 10 mg，用10 mL 甲醇溶解 ，制成每种农药的贮备溶液（1 mg/mL）。取适量上述农药贮备液置于一个 100 mL 量瓶中混合 ，乙腈定容 ，制成各农药浓度为 50 µg/mL 的 39 种农药的中间贮备液 。取农药中间贮备液适量加标到蔬菜汁中混合 ，制备基质匹配的校准标准溶液（0.5 ng/mL–1 µg/mL）。农残级乙腈和甲醇 、优或 LC/MS 级水 ，以及甲酸购自 FisherScientific 公司 。仪器GC/MS 实验采用一台 Agilent 7890A 系列气相色谱仪 ，配备了具有三重离轴检测器的 Agilent 5975C 系列 GC/MS inert XLMSD，电子轰击（EI）电离模式 。保留时间锁定和解卷积报告软件用于在扫描模式下筛选蔬菜汁中的加标农药 。嵌入 DRS 的由美国国家标准与技术研究所（NIST）开发的自动质谱解卷积和识别系统（AMDIS）用来从蔬菜汁脏基质样品谱图中分离目标农药谱图 。然后样品采用由扫描模式分析得到的目标离子和定性离子进行选择离子监测（SIM）分析 。仪器条件见表 1。

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GC/MS/MS 实验采用 Agilent 7890A 系列气相色谱仪联用 Agilent7000B 三重四极杆 GC/MS 系统 ，EI 离子化模式 。样品分析采用多反应监测模式（MRM）。仪器条件见表 2，每种农药的保留时间 、定量和定性离子对 ，以及碰撞能量见表 4。LC/MS/MS 实验采用 Agilent 1200 系列液相色谱仪联用带有喷射流技术的 Agilent 6460 系列三重四极杆 LC/MS 系统 。仪器条件列于表 3，每种农药的保留时间 、定量和定性离子对 ，以及碰撞能量见表 4。

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样品前处理按照其说明书操作 ，所用农药用 Agilent SampliQ QuEChERS 萃取试剂盒（部件号 5982-5755）和水果及蔬菜用 Agilent SampliQQuEChERS AOAC 分散 SPE 试剂盒（部件号 5982-5022）实现了加标 39 种农药蔬菜汁的提取和净化 。 样品先在缓冲溶液/乙腈系统中提取 ，然后加入盐进行提取/分配 ，最后的净化采用分散固相萃取技术（dispersive SPE）[2]。提取和净化后 ，将 200 µL 各样品溶液移入自动进样瓶中 ，准备进行 GC/MS、GC/MS/MS和 LC/MS/MS 分析 。数据分析在扫描模式下 ，采用带有安捷伦解卷积报告软件（DRS，部件号G1716AA）和保留时间锁定（RTL）的农药和内分泌干扰物信息库（部件号 G1672AA）的安捷伦质量选择检测器（MSD）进行加标样品的 GC/MS 分析 。在三种仪器系统上 ，分别测定了所有 39 种农药的基质匹配校准曲线（0.5 ng/mL -1000 ng/mL）。这些曲线通过以信号强度（峰面积 ）对相应农药浓度作图获得 ，同时采用 GC/MS/MS 和LC/MS/MS 配置的 Agilent MassHunter 定量分析软件 ，以加权线 性 回 归 （ 1/x） 计 算 R2， GC/MS 数 据 采 用 AgilentChemstation 数据分析软件进行分析 。采用相同的软件 ，基于信噪比值（S/N）为 3 : 1 和 10 : 1 时 ，分别计算方法的检出限（LODs）和 LOQs。

结果与讨论全面的农药覆盖范围本文开发了三种用于水果和蔬菜中常见 39 种农药的分析方法 。然 而没有任 何 一种单一的方法能 够 检测全 部 39 种农药 ，GC/MS、GC/MS/MS 和 LC/MS/MS 三法结合 ，可以满足对39 种农药的检测灵敏度和定量的要求 。在 GC/MS 扫描模式下 ，采用保留时间锁定和解卷积报告软件对蔬菜汁中加标的农药进行筛选 。然后样品采用由扫描模式分析得到的目标离子和定性离子进行 GC/MS SIM 分析 。GC/MS SIM 方法采用一个目标离子和用于农药品种鉴定的三个定性离子 ，GC/MS/MS MRM 方法采用两种转换离子进行分析 。使用 Mass Hunter Acquisition 软件中的优化工具可以确定 LC/MS/MS MRM 分析中 39 种农药的转换离子通道 、碎裂电压和碰撞能量 。每个 MRM 分析可依次使用多 达 三 种 转换离子通道 。 表 4 列 出 了采用 GC/MS/MS 或LC/MS/MS，或者兼用两者鉴定出的农药 。农药按照字母顺序排列 ，同时附有其保留时间 、定量和定性离子对的母离子和子离子 ，以及碰撞能量 。