目的：使用快速碰撞池技術(shù)來(lái)提高農(nóng)藥檢測(cè)方法容量 方法：搭載了 QuEChERS 的 GC-MS/MS (Thermo ScientificTM TSQTM 8000 Evo) 系統(tǒng) 結(jié)果：添加二級(jí)碰撞池的高轉(zhuǎn)換速度使得測(cè)量低于 EU 監(jiān)管水平的農(nóng)藥濃度成為可能
介紹 大量的食用商品需要接受農(nóng)殘分析,。大米是世界上 食用商品之一，2013 年的交易量為 4.7 億噸,。大米的生產(chǎn) 國(guó)家主要分布在亞洲,，以印度和中國(guó)為大的兩個(gè)出口 國(guó)。對(duì)這類(lèi)商品進(jìn)行農(nóng)殘控制,，需要在世界上多個(gè)國(guó)家 的實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行大量的分析[1],。歐盟監(jiān)管條例[2]和數(shù)據(jù)庫(kù)[3] 中對(duì)多達(dá) 450 種農(nóng)藥明確限定了大殘留水平。
對(duì)多種農(nóng)藥進(jìn)行的測(cè)量需要在單個(gè)測(cè)試方法中實(shí) 現(xiàn)盡量多的定靶分析,。隨著通用樣品處理技術(shù),，如 QuEChERS，以及 GC-MS/MS 等選擇性分離和測(cè)量技術(shù)的發(fā) 展,， 將多種農(nóng)藥合并在單個(gè)分析方法中進(jìn)行分析已經(jīng)變 得越來(lái)越普遍,。
然而，因?yàn)樵谑褂枚鄽埩魴z測(cè)使用大量 SRM 通道進(jìn)行分 析時(shí),，單個(gè)選擇反應(yīng)監(jiān)控（SRM）的弛豫時(shí)間縮短,，這 些高容量方法經(jīng)常造成儀器的靈敏度下降。許多用戶試 圖通過(guò)降低四極桿的分辨率來(lái)彌補(bǔ)這一點(diǎn),，然而這個(gè)方 法會(huì)提高雜質(zhì)干擾的風(fēng)險(xiǎn),，在復(fù)雜基質(zhì)樣品分析中尤為 如此。
GC 三重四級(jí)桿 MS 技術(shù)近期的發(fā)展并不是僅僅聚焦于硬 件,，實(shí)際上,，要在高通量環(huán)境下支持多農(nóng)殘分析工作流程，能夠有效驅(qū)動(dòng)儀器運(yùn)行和處理復(fù)雜數(shù)據(jù)的強(qiáng)有力的軟件 同樣*,。
我們建立了一種專(zhuān)注于包括大量化合物的多農(nóng)殘分析 的方法,，通過(guò)使用搭載了新型快速碰撞池技術(shù)的 GCMS/MS 系統(tǒng)并佐以*的智慧軟件工具，本工作解決 了對(duì)高靈敏度,、高選擇性,，和大容量的多農(nóng)殘分析方法 的需求,。
方法 樣品制備 利用 QuEChERS 技術(shù)制備了 1 g/mL 的大米基質(zhì)提取物。 終提取物在環(huán)己烷 / 乙酸乙酯 (50 : 50 v/v) 溶劑中進(jìn)行了 交換,。
氣相色譜 Thermo ScientificTM TRACETM 1310 氣相色譜儀被用于化合物 分離,。該系統(tǒng)配備了 iC-PTV 進(jìn)樣器。表 1 和表 2 分別給 出了進(jìn)樣器條件和升溫程序,。分析柱使用的是 Thermo ScientificTM TraceGOLD TG-5SILMS 30m×0.25mm×0.25μm柱,。
質(zhì)譜儀 TSQ 8000 Evo 儀器使用了電子轟擊離子源（EI+），并以 MS/MS 模式運(yùn)行,。該儀器配備了一個(gè)新型加速碰撞池 （EvoCell）,，能夠支持更高的 SRM 轉(zhuǎn)換速度。數(shù)據(jù)采集 方面,，若無(wú)特別說(shuō)明,，每個(gè)化合物使用了 2-3 個(gè) SRM 離 子對(duì)。數(shù)據(jù)采集使用了 Timed-SRM（定時(shí) -SRM ）（圖 1）,， 每個(gè)色譜峰采集至少 12 個(gè)點(diǎn),。 SRM 離子對(duì)和碰撞能采自 Thermo ScientificTM TraceFinderTM 化合物數(shù)據(jù)庫(kù)。
數(shù)據(jù)處理是通過(guò) Thermo Scientific TraceFinder 軟件進(jìn)行的,。 所有處理的 LOD 數(shù)據(jù)都是使用未糾正的峰面積計(jì)算的,， 度為 99% 置信度（Student's t）。
結(jié)果 轉(zhuǎn)換速度的效果 Effect of transition speed 隨著速度增強(qiáng)型離子透鏡碰撞池的發(fā)展,，TSQ 8000 Evo 儀 器提供了使用高達(dá) 800SRM/s 轉(zhuǎn)換速度的機(jī)會(huì),。這使得以 下情況成為可能：
• 使用快速色譜
• 增加每個(gè)化合物的離子對(duì)數(shù)目
• 增加一個(gè)方法中化合物的數(shù)目
• 使用快速 GC 或快速 GC 柱溫箱升溫程序
提高 MS 采集速率的一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)在于，分析性能有可能因 此降低,，甚至導(dǎo)致整個(gè)方法不再適合分析任務(wù),。對(duì)于多 農(nóng)殘分析方法來(lái)說(shuō)，分析需求是要在單次運(yùn)行中測(cè)量大 量的化合物（100-350）,，并且檢測(cè)水平必須達(dá)到 10 ppb 甚至更低,。在不同的轉(zhuǎn)換速度下測(cè)定了農(nóng)藥 bifenthrin 的檢出限 (LOD),， 以觀察轉(zhuǎn)換速度提高（可高達(dá) 800SRM/s）對(duì)在低水平下 檢測(cè)化合物帶來(lái)的影響,。同時(shí)還用老式碰撞池技術(shù) 對(duì)本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了重復(fù)。圖 2 展示了這些實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù),。 數(shù)據(jù)顯示出,，檢測(cè)限如預(yù)期般隨著轉(zhuǎn)換速度的升高而提 高，對(duì)老式碰撞池技術(shù)（無(wú)法測(cè)定超過(guò) 200 SRM/s）和 EvoCell 均如此,。然而,，較之老式碰撞池技術(shù)， EvoCell 在 4 倍轉(zhuǎn)換速率下達(dá)到相近的靈敏度,，而在 200 SRM/s 下的 靈敏度也達(dá)到了老式技術(shù)的 3.5 倍,。
本實(shí)驗(yàn)還擴(kuò)大到使用真實(shí)基質(zhì)樣品（大米）中的多種農(nóng) 藥作為樣品,，不過(guò)這次專(zhuān)注于考察 EvoCell 達(dá)到轉(zhuǎn)換速率 極*的分析表現(xiàn)。為此目的,，我們創(chuàng)建了一個(gè)能夠檢 測(cè)超過(guò) 666 種農(nóng)藥和其他雜質(zhì)的方法,，并且一部分農(nóng)藥 以 500 μs 的弛豫時(shí)間進(jìn)行了數(shù)據(jù)采集。所得數(shù)據(jù)見(jiàn)圖 3,。
盡管采集條件比較,，所測(cè)農(nóng)藥的平均水平低于 2 ppb， 也低于 EU 通常要求的 10 ppb 限制,。此外,，絕大部分化合 物在 5-500 ppb 間的響應(yīng)水平（在與校準(zhǔn)曲線基質(zhì)相同的情 況下）的線性都（未修正的）>0.99。
提高離子對(duì)數(shù)目 對(duì)通常的方法流程,、GC 表現(xiàn),，和數(shù)據(jù)處理來(lái)說(shuō)，在單次 分析中檢測(cè) 666 種農(nóng)藥都是不現(xiàn)實(shí)的,。很多實(shí)驗(yàn)室會(huì)把 他們的 GC-MS/MS 農(nóng)藥檢測(cè)方法限制在 100-350 化合物范 圍內(nèi),，絕大部分檢測(cè)大約 100-200 種農(nóng)殘。800 SRM/s 的 極快轉(zhuǎn)換速率（尤其是在使用定時(shí) -SRM 時(shí)）在運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn) 方法的情況下通常是不需要的,。一種利用更快轉(zhuǎn)換速率 的方法是向您目前的化合物列表和方法中添加更多的離 子對(duì),。這一點(diǎn)可以在很多方面帶來(lái)好處。首先每個(gè)化合 物的離子對(duì)數(shù)目越多,，對(duì)任何陽(yáng)性殘留檢出的信心就越 高,。另一個(gè)好處是隨著每個(gè)化合物的離子對(duì)數(shù)目的增加， SRM 直接干擾的可能性就會(huì)降低,，從而增加了對(duì)基質(zhì)干 擾的抵抗力,。這意味著方法能夠可靠地被應(yīng)用于更大的 樣品范圍。
使用 EvoCell 技術(shù)能夠?qū)?SRM 離子對(duì)數(shù)目提高至四倍,，上 圖檢測(cè)的離子對(duì)數(shù)目為 5496（圖 4）,。使用 EvoCell 對(duì)所 有 262 種化合物進(jìn)行分析得到的（平均）LOD (1.84 ppb) 低 于使用老式碰撞池技術(shù)檢測(cè) 1300 對(duì) SRM 離子對(duì)得到的 LOD（2.63 ppb）。這證明,，在滿足這些化合物所需達(dá)到的 檢測(cè)水平后,，仍有可能通過(guò)利用快速的 SRM 轉(zhuǎn)換速率來(lái) 提高方法容量。
中等轉(zhuǎn)換速率下的系統(tǒng)表現(xiàn) 我們也實(shí)驗(yàn)考察了 TSQ 8000 Evo 系統(tǒng)在更常見(jiàn)的多農(nóng)殘分 析采集環(huán)境下的定量表現(xiàn),。 我們針對(duì)大米基質(zhì)中的 262 種農(nóng)藥,，以每種農(nóng)藥 2 至 3 個(gè)離子對(duì)的水平進(jìn)行了考察。大部分農(nóng)藥都能在基質(zhì)水 平遠(yuǎn)低于 1ppb 的情況下進(jìn)行定量,，并且表現(xiàn)出很好的選 擇性（圖 5）,。
結(jié)論 • TSQ 8000 Evo GC-MS/MS使用了快速碰撞池技術(shù) (EvoCell)， 該技術(shù)帶來(lái)了建立*容量多農(nóng)殘檢測(cè)方法的能力,。 • 在農(nóng)藥檢測(cè)的關(guān)鍵濃度（及更低）都可以使用高 SRM 轉(zhuǎn)換速度,，為檢測(cè)方法的改進(jìn)帶來(lái)了更多可能性,，例 如引入更多離子對(duì)或進(jìn)行更快的色譜洗脫。 • 離子對(duì)數(shù)目的增加可以作為提高采集能力的應(yīng)用進(jìn)行 進(jìn)一步開(kāi)發(fā),，以使方法能夠適用于不同基質(zhì)的樣品,。 • 下一步工作將聚焦于將短柱子上的快速 GC 與更快的采 集速度結(jié)合應(yīng)用，以提高方法效率,。
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