食品中农药残留检测方案(液质联用仪)

智能文字提取功能测试中

The Analytical Scientist × Thermo Fisher Scientific 23N ext Generation GC-MS 气相色谱技术的前沿 当我被问到我的研究领域中具有颠覆性潜力的全新仪器时，我并没有花太长的时间去思考答案。在这里，我分享一点我的背景和第一印象。 Hans Mol，天然毒素和农药组组长，瓦赫宁根大学食品安全研究所(RIKILT) 我已经在荷兰瓦赫宁根大学食品安全研究所(RIKILT)工作九年了，主要从事政府部门的食品和饲料安全方面的工作。因此，我们总是对能帮助我们解决当前和将来可能面对的挑战的新仪器和新技术感兴趣。因此，我非常高兴在我的实验室里有一台的Q Exactive GC-Orbitrap 样机。 回首过去，发现我一直幸运的站在 GC 及其联用质谱技术的前沿。 真正开始我的分析工作是在阿姆斯特丹自由大学的 Udo Brinkman 课题组攻读硕士学位期间， Brinkman 是一位知名和倍受尊敬的导师，在这里培养了我对分析化学的兴趣。之后继续在埃因霍温科技大学的Carel Gramers 教授指导下攻读博士学位。当时我的研究十分关注大体积进样(用于残留分析)，使用的是程序升温气化(PTV)进样器。尽管PTV在现在是司空见惯的了，但是在90年代初，与其他课题组的柱上进样类型的大体积进样相比，这在一定程度上说是一项颠覆性的技术。很早的时候我们就十分肯定 PTV 技术会成为食品和环境样品日常应用的行业标准。 在1995年完成我的博士学位后，在博士后期间继续研究 GC与 MS和原子发射检 测器(AED)的联用。之后为一个食品、(农业)化学和制药行业提供合约分析服务的研究组织工作了大约10年。重要的是，我们完成了很多基于 LC-MS， GC-MS，以及许多其他技术的方法开发工作，从中获得了大量的经验。这也给我带来了加入RIKILT的机会。 过去20年很多技术得到了进步。LC-MS联用技术在食品和环境分析的应用就是一个巨大的里程碑。这个领域在我刚进入时还是非常 GC导向的。如果化合物不能用GC分析，我们会衍生化处理让它们能在GC 上分析。LC 只是在一些情况下最后的手段，直到商业化的电喷雾离子化技术的出现使仪器变得越来越能负担得起(一些大的制药公司有大量预算用于仪器上，它们改变了整个行业)。 另一个变化是高分辨MS (HRMS)技术、飞行时间(TOF) 或 Orbitrap仪器引入LC-MS；实际上，在一些应用中这些技术现在已经取代了三重四极杆仪器。 但是 GC领域类似的进展是怎么样的呢?似乎仪器供供商在 LC 的发展上做了大量努力(记得制药行业的大预算吗?)。虽然 GC 技术在持久性有机污染物和农药分 析上得到了广泛的应用，但发展仍然相对滞后，直到现在都是。 我期待全新的 GC-Orbitrap 技术能跻身于上述的里程碑性事件，并打破这种不平衡的局面。 GC-Orbitrap 技术 恰好在这个星期(当我写这篇文章的时候)，我的实验室安装了一台最新的测试版 GC-Orbitrap 仪器。在安装之前，我们为其准备好的空间引起了一些参观者的关注(其他仪器必须重新安置)。期望一直很高，保守秘密并不是一件容易的事。 在此之前，我们有幸在赛默飞世尔在英国朗科恩的工厂里看到了这个仪器，看起来非常有前途。尽管该技术还处于早期试验，我仍然对它有很高的期望，我的同事们也是一样，他们将手上的样品做了一个比较有序的列表!在接下来的几个月里，我们将用这台仪器完成此测试列表。 个人领域的主要挑战是感兴趣的农药成分列表的数量之多-大约1400种。问题相对简单： “这个样品中是否有任何农药，如果有，含量是不是高于最大残留限量 (MRL)?”目标物的分析可以采用三重四极杆MS系统，但是测定范围会受到限制，因为这只能测定预先设定好的化合物。如果你想要寻找一些新的或不同的成分，你必须回头重新分析样品。 GC-Orbitrap 技术有趣的是，你采用全扫描方法分析你的提取物，既能测定感兴趣的化合物，还能重新查看原始数据来寻找其它分析物。而且，单次运行能测定的化合物数量远远高于三重四极杆。一个专用的三重四极杆方法能常规测定100-150种化合物(这里仪器已经改进了-较短的驻留时间使给定的方法可能分析的化合物数量稍多)。但是全扫描方法能测定所有物质- GC 适用于700-800 种农药。这让我们感到兴奋。 站在方法开发的角度来看，全扫描分析同样有优势，因为方法条件是十分通用的。事实上，在这个阶段只需要很少的优化，这能在数据处理时得到解决。GC-三重四极杆方法恰好相反，你必须设定采集窗口，如果你想要增加化合物，必须优化每种化合物的离子对。简而言之，它需要花费更多时间。 实际操作经验-第一印象 就分辨率来说， GC-Orbitrap 明显向前迈进了一大步，超越了市场上所有的高分辨质谱仪器。所以在朗科恩，我们对灵敏度和选择性的评估更感兴趣。我们在一个相当复杂的基质(韭菜样品)上得到了一个标准曲线，其灵敏度令人印象深刻，实际上比我们实验室的三重四极杆仪器更好。但是我们的仪器是上一代的，所以下一个问题是，跟新一代的三重四极杆相比如何?我们有幸在赛默飞世尔的实验室完成了这个实验，他们实验室将这两台仪器放在一起。测定的分析物得到了相似的结果。 保持灵敏度的同时增加全扫描的能力(以及由此带来的优势)是一个很大的加分。选择性同样重要，但是老实说，我认为这个评判困难得多，我们需要测定更多样品和更多分析物以全面比较 HRMS 和MS/MS，这有一定的局限性，特别是采用电子轰击电离时(毕竟碎片的碎片变得越来越少)。 复杂样品，如食品补充剂，能很好的测试 GC-Orbitrap 的真实能力。饲料添加剂同样很复杂(基本上它们是从任何食品工业保留营养成分后剩余的残渣中生产得到的)。传统上说，这样的样品在检出限方面存在真正的挑战，需要在样品前处理和方法开发方面更加注意和花费更多时间。一般说来，GC-Orbitrap的高灵敏度和高分辨率会有所帮助；我们能用简单的方法，因为它的选择性和灵敏度能减少进样体积(从5uL降到1uL)，或者可以使用浓缩倍数较少的样品。这种方式通过减少引入的共提取物，我们能降低GC 性能的退化。 我的一个同事从事法医方面样品的分析，同样对 GC-Orbitrap表达了浓厚的兴趣。这些“悬案”中的样品是“嫌疑犯”，但是我们不知道原因-有一些有毒的东西是不是在供应链的某个部分加进去的呢?或者，有可能是死的动物和不确定的东西。这个领域里使用了各种不同的方法以保证分析尽可能的公正。样品必须经过筛选，然后比照很大的 NIST数据库来寻找匹配的物质。或者，通过与已知的参考物谱图的匹配情况，以及鉴定可疑的峰来对比分析以帮助评估哪些样品是从“正常情况”衍生而来。到目前为止，这类型的工作都是通过 GC (GCxGC)和单位质量数(低分辨率)MS系统来完成的。我们对使用单维 GC 与高分辨率 ( Orbitrap) MS 联用来完成同样 一个正在改变的局面的评估 我并不是要做出以偏概全的预测，但是我期待三重四极杆方法随着时间的推移会逐步被淘汰。即使你的Q-Orbitrap 或Q-TOF 没有足够的选择性，全扫描仪器仍然有能力完成 MS/MS。在某个时刻，问题会变成：为什么我还需要三重四极杆仪器?我只能想到一个理由：它的高度稳定的定量性能-这也是我非常有兴趣去探索的 Orbitrap 的另一个方面。 三重四极杆方法的过渡会在一夕之间发生，还是五年内呢?好吧，即使仪器的发展速度远远超出我们的期望，要得到广泛的应用还是会有相当长时间的滞后。毕竟，我们的实验室是走在尖端的-我们对好的仪器的评估和使用快很多。在更加日常的分析中，要得到大众认可需要更多的时间，已经建立的秩序必须受到挑战并改变。毕竟， GC-Orbitrap 实际上是非常新和与以往完全不同的技术。 Hans Mol 的采访视频： tas.txp.to/0415/HansMol ( 了解更多： ) thermoscientific.com/HRAMGCMS Anal ytical Scientist www.theanalyticalscientist.com 就分辨率来说，GC-Orbitrap 明显向前迈进了一大步，超越了市场上所有的高分辨质谱仪器。所以在朗科恩，我们对灵敏度和选择性的评估更感兴趣。我们在一个相当复杂的基质（韭菜样品）上得到了一个标准曲线，其灵敏度令人印象深刻，实际上比我们实验室的三重四极杆仪器更好。但是我们的仪器是上一代的，所以下一个问题是，跟新一代的三重四极杆相比如何？我们有幸在赛默飞世尔的实验室完成了这个实验，他们实验室将这两台仪器放在一起。测定的分析物得到了相似的结果。