氣質(zhì)和液質(zhì)合對蔬菜汁中的農(nóng)藥殘留進(jìn)行全面檢測
前言:隨著食品工業(yè)全球化的快速發(fā)展 ,人們對食品安全的關(guān)注也日益增加 ,對食品中所監(jiān)控的農(nóng)藥品種的數(shù)量和這些農(nóng)藥允許的殘留水平的規(guī)定也發(fā)生了巨大變化 。在美國 ,現(xiàn)在已登記的農(nóng)藥超過 1000 種 ,美國環(huán)境保護(hù)局(EPA)對其中約 400 種農(nóng)藥建立了標(biāo)準(zhǔn) ,并由美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)強(qiáng)制執(zhí)行 。歐盟(EU)和日本也對食品中的農(nóng)藥殘留進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管 ,制定了食品和動物飼料中農(nóng)藥的最高殘留(MRLs)。盡管這些水平各異 ,但默認(rèn)是 10 ppb。2因此 ,食品檢驗實驗室應(yīng)該有能力檢測和定量大量食品中數(shù)百種極低濃度水平污染的農(nóng)藥 。沒有一種單一的分析手段可以滿足這種靈活多樣的分析需求 。鑒于農(nóng)藥污染物多變的化學(xué)性質(zhì)和存在數(shù)量巨大的待檢測化合物 ,這就要求有各種色譜和質(zhì)譜系統(tǒng)來完成這項分析任務(wù) 。對于那些很容易揮發(fā)且不易降解的農(nóng)藥 ,GC/MS(氣相色譜-單四極桿質(zhì)譜 )即是一個理想的分析工具 ,因為它有容量很大的農(nóng)藥譜庫 ,以及解卷積軟件可用于農(nóng)藥品種鑒定 。復(fù)雜基質(zhì)食品要求采用 GC/MS/MS(氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜 )分析 ,以滿足在存在極大量背景化合物干擾基質(zhì)時具有理想選擇性和檢測靈敏度的需求 。對于極性非常大 、不容易揮發(fā) 、熱穩(wěn)定性差或者不易衍生的農(nóng)藥如氨基甲酸酯類和有機(jī)磷類農(nóng)藥 ,*好采用液相色譜(LC)分析 。LC/MS/MS 尤其適用于分析已知的一組目標(biāo)農(nóng)藥 ,因為它在復(fù)雜食品基質(zhì)樣品分析中具有高靈敏度和特異性 。
本應(yīng)用簡報采用這三種質(zhì)譜技術(shù)實現(xiàn)了蔬菜汁中 39 種農(nóng)藥殘留的全面檢測 。運(yùn)用這三種儀器系統(tǒng) ,能成功檢測 39 種農(nóng)藥 ,同時對其檢測限和回收率均進(jìn)行了測定 。采用配備了安捷倫質(zhì)量選擇檢測器(MSD)的 GC/MS 分析加標(biāo)樣品 ,同時采用安捷倫解卷積報告軟件(DRS)、保留時間鎖定(RTL)的農(nóng)藥和內(nèi)分泌干擾物信息庫處理分析結(jié)果 。在 GC/MS 的 SIM 模式下進(jìn)行農(nóng)藥的確證和定量 。采用安捷倫三重四極桿 GC/MS 系統(tǒng) ,在多反應(yīng)監(jiān)測模式下進(jìn)行 GC/MS/MS 分析 ,提高了農(nóng)藥的檢測靈敏度和特異性 。對于極性強(qiáng)的農(nóng)藥 ,*好采用安捷倫三重四極桿 LC/MS系統(tǒng)進(jìn)行 LC/MS/MS 分析 。所有三種儀器系統(tǒng)分析樣品的制備使用 AOAC QuEChERS 方法[1]。農(nóng)藥在 SIM 檢測模式下進(jìn)行GC/MS 分析 ,典型的線性范圍為 25 ng/mL(ppb)-1 µg/mL(ppm),而采用 GC/MS/MS 方法分析時 ,大多數(shù)農(nóng)藥的線性范圍是 2.5 ng/mL-1 µg/mL。當(dāng)采用 LC/MS/MS 進(jìn)行分析時 ,一些農(nóng)藥可獲得更寬的線性范圍(0.5 ng/mL-1 µg/mL)。三種分析平臺的使用保證了對 39 種農(nóng)藥的篩選和確證能力 ,可確定相關(guān)蔬菜汁產(chǎn)品的質(zhì)量是否符合國際規(guī)范的要求 。
實驗部分試劑與標(biāo)準(zhǔn)品大多數(shù)農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品來自美國 EPA 農(nóng)藥庫(米德堡 ,馬里蘭州 ),其它的來自 Fluka/Sigma Aldrich 公司 。農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)溶液采用美國食品雜貨制造商協(xié)會-食品工業(yè)分析化學(xué)家委員會提供的未加標(biāo)的空白蔬菜汁制備 。分別稱取各農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品 10 mg,用10 mL 甲醇溶解 ,制成每種農(nóng)藥的貯備溶液(1 mg/mL)。取適量上述農(nóng)藥貯備液置于一個 100 mL 量瓶中混合 ,乙腈定容 ,制成各農(nóng)藥濃度為 50 µg/mL 的 39 種農(nóng)藥的中間貯備液 。取農(nóng)藥中間貯備液適量加標(biāo)到蔬菜汁中混合 ,制備基質(zhì)匹配的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.5 ng/mL–1 µg/mL)。農(nóng)殘級乙腈和甲醇 、優(yōu)或 LC/MS 級水 ,以及甲酸購自 FisherScientific 公司 。儀器GC/MS 實驗采用一臺 Agilent 7890A 系列氣相色譜儀 ,配備了具有三重離軸檢測器的 Agilent 5975C 系列 GC/MS inert XLMSD,電子轟擊(EI)電離模式 。保留時間鎖定和解卷積報告軟件用于在掃描模式下篩選蔬菜汁中的加標(biāo)農(nóng)藥 。嵌入 DRS 的由美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所(NIST)開發(fā)的自動質(zhì)譜解卷積和識別系統(tǒng)(AMDIS)用來從蔬菜汁臟基質(zhì)樣品譜圖中分離目標(biāo)農(nóng)藥譜圖 。然后樣品采用由掃描模式分析得到的目標(biāo)離子和定性離子進(jìn)行選擇離子監(jiān)測(SIM)分析 。儀器條件見表 1。
GC/MS/MS 實驗采用 Agilent 7890A 系列氣相色譜儀聯(lián)用 Agilent7000B 三重四極桿 GC/MS 系統(tǒng) ,EI 離子化模式 。樣品分析采用多反應(yīng)監(jiān)測模式(MRM)。儀器條件見表 2,每種農(nóng)藥的保留時間 、定量和定性離子對 ,以及碰撞能量見表 4。LC/MS/MS 實驗采用 Agilent 1200 系列液相色譜儀聯(lián)用帶有噴射流技術(shù)的 Agilent 6460 系列三重四極桿 LC/MS 系統(tǒng) 。儀器條件列于表 3,每種農(nóng)藥的保留時間 、定量和定性離子對 ,以及碰撞能量見表 4。
樣品前處理按照其說明書操作 ,所用農(nóng)藥用 Agilent SampliQ QuEChERS 萃取試劑盒(部件號 5982-5755)和水果及蔬菜用 Agilent SampliQQuEChERS AOAC 分散 SPE 試劑盒(部件號 5982-5022)實現(xiàn)了加標(biāo) 39 種農(nóng)藥蔬菜汁的提取和凈化 。 樣品先在緩沖溶液/乙腈系統(tǒng)中提取 ,然后加入鹽進(jìn)行提取/分配 ,最后的凈化采用分散固相萃取技術(shù)(dispersive SPE)[2]。提取和凈化后 ,將 200 µL 各樣品溶液移入自動進(jìn)樣瓶中 ,準(zhǔn)備進(jìn)行 GC/MS、GC/MS/MS和 LC/MS/MS 分析 。數(shù)據(jù)分析在掃描模式下 ,采用帶有安捷倫解卷積報告軟件(DRS,部件號G1716AA)和保留時間鎖定(RTL)的農(nóng)藥和內(nèi)分泌干擾物信息庫(部件號 G1672AA)的安捷倫質(zhì)量選擇檢測器(MSD)進(jìn)行加標(biāo)樣品的 GC/MS 分析 。在三種儀器系統(tǒng)上 ,分別測定了所有 39 種農(nóng)藥的基質(zhì)匹配校準(zhǔn)曲線(0.5 ng/mL -1000 ng/mL)。這些曲線通過以信號強(qiáng)度(峰面積 )對相應(yīng)農(nóng)藥濃度作圖獲得 ,同時采用 GC/MS/MS 和LC/MS/MS 配置的 Agilent MassHunter 定量分析軟件 ,以加權(quán)線 性 回 歸 ( 1/x) 計 算 R2, GC/MS 數(shù) 據(jù) 采 用 AgilentChemstation 數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行分析 。采用相同的軟件 ,基于信噪比值(S/N)為 3 : 1 和 10 : 1 時 ,分別計算方法的檢出限(LODs)和 LOQs。
結(jié)果與討論全面的農(nóng)藥覆蓋范圍本文開發(fā)了三種用于水果和蔬菜中常見 39 種農(nóng)藥的分析方法 。然 而沒有任 何 一種單一的方法能 夠 檢測全 部 39 種農(nóng)藥 ,GC/MS、GC/MS/MS 和 LC/MS/MS 三法結(jié)合 ,可以滿足對39 種農(nóng)藥的檢測靈敏度和定量的要求 。在 GC/MS 掃描模式下 ,采用保留時間鎖定和解卷積報告軟件對蔬菜汁中加標(biāo)的農(nóng)藥進(jìn)行篩選 。然后樣品采用由掃描模式分析得到的目標(biāo)離子和定性離子進(jìn)行 GC/MS SIM 分析 。GC/MS SIM 方法采用一個目標(biāo)離子和用于農(nóng)藥品種鑒定的三個定性離子 ,GC/MS/MS MRM 方法采用兩種轉(zhuǎn)換離子進(jìn)行分析 。使用 Mass Hunter Acquisition 軟件中的優(yōu)化工具可以確定 LC/MS/MS MRM 分析中 39 種農(nóng)藥的轉(zhuǎn)換離子通道 、碎裂電壓和碰撞能量 。每個 MRM 分析可依次使用多 達(dá) 三 種 轉(zhuǎn)換離子通道 。 表 4 列 出 了采用 GC/MS/MS 或LC/MS/MS,或者兼用兩者鑒定出的農(nóng)藥 。農(nóng)藥按照字母順序排列 ,同時附有其保留時間 、定量和定性離子對的母離子和子離子 ,以及碰撞能量 。
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