三重串联四极杆气相色谱 /质谱联用测定蔬菜和茶叶中 49 种农药残留的方法优化
以前样品经提取、净化后,用GC-MS进行定性定量分析。或者用GC-FPD检测器测定有机磷,GC-NPD检测器测定氨基甲酸酯和有机磷,用GC-ECD检测器测定有机氯和拟除虫菊酯。一般需分组,如无GC-MS,对检出峰重叠的农药要求双柱定性。GC和GC-MS检出限一般为几个到几十个μg/kg。
三重串联四极杆QQQ :第一质量分析器(Q1、四极杆1)选择某一质核比的离子进入碰撞池(Q2、六极杆2),被选择的离子在池里与碰撞气体(氮气)碰撞,经过碰撞诱导解离(CID)产生的子离子(碎片)由第二个质量分析器(Q3、四极杆3)进行扫描分析。
单四极杆质谱中,离子监测模式(SIM)只监测保留时间范围内的少数几个离子,和全扫描模式有相同的杂质干扰,GC-QQQ可以大幅度降低甚至消解影响SIM方法准确度和检测限的基质干扰, MRM的检测是基于次级“碎片离子”,由第一个四极杆Q1产生的分析物的母离子在Q2经六级杆碰撞解离而产生,与SIM比有同样的选择性,但能保证至少有一个是由母离子特有而非干扰物产生的,基线漂移明显减少。在Q1的质谱过滤过程中,样品中所有低质荷比的离子都被过滤掉,产生的唯一“碎片离子”在“零噪声”中进行检测,得到“干净”的色谱图,对复杂的基体样品也能很好的定量。使得MRM检测限更低。图1~2为蔬菜和茶叶色谱图。茶叶提取物是最复杂基体样品之一,然而GC/MS/MS的提取离子流图却很“干净”,对复杂的基体样品也能很好的定量。
质谱条件的优化 :为获得最佳的质谱条件保证农药定性、定量的准确性,对分析物的母离子、子离子以及碰撞能量等一系列质谱参数进行优化。
首先进行全扫描,得到母离子和保留时间。取适宜浓度的标液在扫描范围50D~600D进行。母离子选择应选高的质量数(定性)、高的丰度(灵敏度)。第二步做产物离子扫描(production scan)选择子离子和碰撞能量(collision energy)。分时间段,5~40 V范围内,以5V为跨度,对已选母离子进行碰撞能量的优化,子离子必须有足够的丰度,可以用于痕量分析,灵敏度好,选择性要高,不要选择会被干扰的子离子,根据欧盟法规,至少需要一个母离子和两个子离子以满足4点鉴定法。见图3~5。第三步多反应监测MRM的运用。
图5 农药混合标准MRM28min~29.2min色谱放大图(亚胺硫磷)
通过对柱温(程序升温)、载气流速、进样口以及质谱参数等条件的优化,蔬菜和茶叶中氨基甲酸酯、有机磷以及有机氯和拟除虫菊酯4大类49种农药分离效果、峰形、耗用时间的综合情况最好,总时间为37.867 min,能获得理想的最低检出限,可以满足实际测试的要求。总离子流图(TIC)见图6。
图6 农药混合标准(10μg/kg)的GC/MS/MS总离子流图