植物性食品中农药残留检测方案(超临界色谱)

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● 作者 李建中 孟颖 薄涛 安蓉 安捷伦超临界流体色谱(1260 SFC)-超高分辨质谱(6550QTOF) 联用技术在多农残筛查的应用 应用 超临界流体色谱 (SFC) 高分辨质谱(HRMS) 食品安全 (Foodsafety)多农残 (Multi-Pesticides) 筛查 (Screening) 摘要 本应用报告采用 Agilent 1260 Infinity SFC 超临界色谱和结合 iFunnel 技术的 Agilent6550 QTOF超高分普质谱系统建立对植物性食品中多种农药残留快速筛查的检测技术。本研究基于 Agilent 高分辨数据库 (PCDL)的数据分析功能，利用精确质量及超临界色谱分离技术快速实现了植物性食品中潜在多极性农药的筛查分析，其中精确高分辨质荷比全扫描技术可以有效满足处理多组分的数据的同时提取和鉴定的需求，超临界色谱则可从分离上兼顾农药从极性强到非极性强的广泛极性范生分布特点，同时 SFC作为一种环保绿色分离技术也将成为经典色谱分析的有益补充。 前言 植物源性食品中农药残留分析技术一直以来是世界各国尤其是欧盟，美国，日本等发达国家高度关注项目。对于全球范围内普遍使用的近千种农药品种来说，由于药物极性特点不同，目前传统经典技术主要采用GCMS 和 LCMS技术相结合进行分析。如何在单次分析过程中尽可能多的提高筛查监测农药品种，提高农产品及食品的监督力度是目前多农药残留检测技术的需要突破的技术瓶颈和发展方向。四极杆串联飞行时间高分辨质谱技术(6500QTOF) 配合谱库检索功能 (PCDL) 通过化合物精确质量及同位素匹配方式可以实现多组分数据快速提取挖掘；采用超临界流体色谱技术 (SFC) 配合 Zorbax Rx-SIL 亚二微米填料色谱柱，可以有效的解决化合物极性差异较大而造成的分离问题，可以兼顾极 性强和非极性强的农药同时分离测试的需求，同时对于农药异构体或手性农药的分离提供可能；另外与经典反相色谱流动相相比，超临界流体先天具有一个巨大的优势，黏性极低，同时扩散性增大，因此具有更好的传质性能。如今， UHPLC 由于其更高的分离速度，以及在可接受的时间内能够提供以往难以实现的分离度而得到广泛接受。相比而言，超临界流动相的低黏度允许应用小粒径的色谱柱或超长色谱柱，而不会产生过高的背压。Agilent 1260Infinity 分析型 SFC 系统可以使用更长的和/或小粒径填料色谱柱在不超过 600 bar 系统压力下工作，结合了 UHPLC 和 SFC 的各自优势，从而可获得更高的性能。 本应用报告有效的结合 Agilent 超高分辨率四杆杆串联飞行时间质谱 6550 QTOF 和超临界流体色谱 1260 Infinity SFC 技术应用于植物性食品中多农药残留筛查检测。 实验部分 仪器 Agilent Infinity 1260 Analytical SFC 系统， 其中包括 SFC控制模块，二元泵，自动进样器、二极管阵列检测器、真空在线脱气机和安装有六柱切换阀的柱温箱。 Agilent 6550 QTOF 质谱系统， MassHunter B 6.0采集软件和数据处理软件。 试剂 试剂 来源 备注 甲醇 DikmaPure HPLC级 CO2 北京市北温气体制造厂 99.999% 乙腈 DikmaPure HPLC级 试样标准品 标样制备 取混合农药标准品适量，用异丙醇/甲醇 (1：1) 配制成标准品溶液。 实验条件 色谱柱 ZORBAX Rx-sil 3.0×100 mm 1.8 pm 流动相 A： CO2 B： 20 mM 甲酸铵甲醇 梯度 0-10 min B 2%-20% 流速 2ml/min BPR 130 bar 柱温 45°C 进样量 2pl 补偿泵 0.2 ml/min 补偿泵流动相 20mM 甲酸铵甲醇 质谱条件： 极性： 正离子模式 (DualJetStream ESI) 干燥气温度： 150°C 干燥气流量： 16L/min 雾化器压力： 35 psi 毛细管电压： 3500 V 喷嘴电压： 300 V 鞘气温度： 300°C 鞘气流量： 11 L/min 扫描范围： 100-1000m/z 碎裂电压： 135V Skimmer： 65V 保留时间 RT 精确质量 Mass (续) 分子式 Formula 保留时间 RT 精确质量 Mass 255.0528 (续) 精确质量 Mass 结果与讨论 SFC-QTOF 方法可在 10 min 内完成 128种农药快速高效分离；对于精确质量全扫描模式采集海量数据信息，如何针对海量数据信息能够快速自动化的选择提取研究关心的所有化合物信息及谱图是数据分析软件需要解决的难题。 Agilent MassHunter定性数据 处理软件 QualitativeAnalysis B.06 中的分子式查找功能 (FindCompound by Formula) 和数据库(PCDL)功能的完美结合为解决这一难题提供的方案，如图1和图2，图3为采用此数据处理方式提取的128种多农药的提取离子 (EIC)图谱。 图1. MassHunter Qualitative Analysis 软件中的分子式检索功能界面御览图 图2.数据库PCDL界面御览图 采用高分辨质谱不仅可以采集化合物精确质荷比，提高其离子选择的抗干扰能力，同时 QTOF的全扫描模式 (FullScan) 其累加式信号模式有助于提高化合物响应灵敏度，这样可以实现采用QTOF 技术在定性筛查基础上实现高灵敏度的定量测试要求，尤其是 iFunnel 6550 QTOF 其完美的结合了离子鞘流气专利技术(Agilent Jet Stream)， 六孔毛细管 (Hexabore Capillary) 及双级离子漏斗技术 (Dual Ion Funnel)， 大大提高了离子化效率及离子 聚焦传输通量，从而使分析灵敏度得到了显著提升，提高了 QTOF定量的限制，甚至可以达到串联四极杆质谱的高灵敏度，以嘧菌酯农药为例，图4，图5和图6分别显示了测定质量精度，定量能力和灵敏度。其中质量偏差精度可以达到小于1ppm，定量标准曲线相关系数re0.999， 灵敏度在1 ppb 浓度下， 信噪比 S/N 为37≥10倍定量要求。 图5.嘧菌酯定量分析结果(标准系列浓度为 1，5， 10，50，100，200，500 ng/mL) 图6.嘧菌酯灵敏度谱图(1ppb浓度，信噪比=37) SFC 采用不同选择性的色谱柱和流动相，对极性和非极性化合物的选择性与反相 C18色谱柱有显著的差别。以极性农药啶虫脒和非极性农药阿维菌素为例，啶虫脒在 C18色谱柱保留较弱， 但在SFC 的 Rx-SIL 色谱留上保留性显著增强；阿维菌素则在C18色谱柱上保留较强， 在 Rx-SIL 色谱柱上保留适中，如图7所示比较图，啶虫脒和阿维菌素与反相 C18相比，呈完全正交的分离选择性。 采用超临界色谱技术 (1260 Infinity Analytical SFC) 和超高分辨质谱技术 (iFunnel 6550 QTOF)建立了128种多农药残留筛查检测技术，高精确质量测定及软件数据处理系统为多农药同时快速分析提供了解决方案，同时 iFunnel技术保障优异的测试灵敏度；超临界色谱 SFC 及 Rx-SIL 色谱柱为多组分分离提供的有效的方案，其分离选择性与传统 LC具有极大的互补性，并且分析平衡速度快(10min)， 节省溶剂，低碳环保， SFC 作为质谱入口技术，与强有机相溶剂完全兼容，样品前处理之后可直接上样。且梯度方法平衡快速，提高了分析通量。SFC-MS 联用技术为多农残分析及食品安全检测技术提供了有益的方向及选择。 Cniinte u Arnnieitinn Tima lmir ( 参考文献 ) 1. Garca-Reyes， J.F.et al."Comprehensive screening of target，non-target and unknow pesticides in food by LC-TOF-MS"Trends in Analytical Chemistry (2007)26：828-841. 2. Malato， 0.et al."Benefitsand pitfalls of the application ofscreening methods for the analysis of pesticides residuesin fruits and vegetables"，J.Chromatogr A (2011)1218：7615-7626 3. European Union. (2009)， Regulation (EC) No 396/2005 ofthe European Parliament and of the Council of 23 February2005 on maximum residue levels of pesticides in or on foodand feed of plant and animal origin and complying with reg-ulation (EC) 1107/ 2009.0fficial Journal of the EuropeanUnion. 更多信息 本文仅代表典型的结果。更多有关我们产品和服务，请访问我们的网站：www.agilent.com/chem/cn. www.agilent.com/chem/cn 安捷伦对本资料可能存在的错误或由于提供、展示或使用本资料所造成的间接损失不承担任.何责任。 本资料中的信息、说明和指标如有变更，恕不另行通知。 @安捷伦科技(中国)有限公司，2014 2014年1月15日，中国印刷 5991-3881CHCN Agilent Technologies Agilent Technologies 摘要本应用报告采用Agilent 1260 Infinity SFC 超临界色谱和结合iFunnel 技术的Agilent 6550 QTOF 超高分辨质谱系统建立对植物性食品中多种农药残留快速筛查的检测技术。本研究基于Agilent 高分辨数据库(PCDL) 的数据分析功能，利用精确质量及超临界色谱分离技术快速实现了植物性食品中潜在多极性农药的筛查分析，其中精确高分辨质荷比全扫描技术可以有效满足处理多组分的数据的同时提取和鉴定的需求，超临界色谱则可从分离上兼顾农药从极性强到非极性强的广泛极性范围分布特点，同时SFC 作为一种环保绿色分离技术也将成为经典色谱分析的有益补充。前言植物源性食品中农药残留分析技术一直以来是世界各国尤其是欧盟，美国，日本等发达国家高度关注项目。对于全球范围内普遍使用的近千种农药品种来说，由于药物极性特点不同，目前传统经典技术主要采用GCMS 和LCMS 技术相结合进行分析。如何在单次分析过程中尽可能多的提高筛查监测农药品种，提高农产品及食品的监督力度是目前多农药残留检测技术的需要突破的技术瓶颈和发展方向。四极杆串联飞行时间高分辨质谱技术(6500 QTOF) 配合谱库检索功能(PCDL) 通过化合物精确质量及同位素匹配方式可以实现多组分数据快速提取挖掘；采用超临界流体色谱技术(SFC) 配合Zorbax Rx-SIL 亚二微米填料色谱柱，可以有效的解决化合物极性差异较大而造成的分离问题，可以兼顾极性强和非极性强的农药同时分离测试的需求，同时对于农药异构体或手性农药的分离提供可能；另外与经典反相色谱流动相相比，超临界流体先天具有一个巨大的优势，黏性极低，同时扩散性增大，因此具有更好的传质性能。如今，UHPLC 由于其更高的分离速度，以及在可接受的时间内能够提供以往难以实现的分离度而得到广泛接受。相比而言，超临界流动相的低黏度允许应用小粒径的色谱柱或超长色谱柱，而不会产生过高的背压。Agilent 1260 Infinity 分析型SFC 系统可以使用更长的和/或小粒径填料色谱柱在不超过600 bar 系统压力下工作，结合了UHPLC 和SFC 的各自优势，从而可获得更高的性能。本应用报告有效的结合Agilent 超高分辨率四极杆串联飞行时间质谱6550 QTOF 和超临界流体色谱1260 Infinity SFC 技术应用于植物性食品中多农药残留筛查检测。结论采用超临界色谱技术(1260 Infinity Analytical SFC) 和超高分辨质谱技术(iFunnel 6550 QTOF) 建立了128 种多农药残留筛查检测技术，高精确质量测定及软件数据处理系统为多农药同时快速分析提供了解决方案，同时iFunnel 技术保障优异的测试灵敏度；超临界色谱SFC 及Rx-SIL 色谱柱为多组分分离提供的有效的方案，其分离选择性与传统LC 具有极大的互补性，并且分析平衡速度快(10 min)，节省溶剂，低碳环保，SFC 作为质谱入口技术，与强有机相溶剂完全兼容，样品前处理之后可直接上样。且梯度方法平衡快速，提高了分析通量。SFC-MS 联用技术为多农残分析及食品安全检测技术提供了有益的方向及选择。