11種除草劑類農藥檢測及 Xevo TQ新功能的使用

關鍵詞： UPLC-Xevo TQ 、除草劑、農藥、 PICS 、 ScanWave 、 Quanpedia

前言：

建立用 Waters UPLC-Xevo 系統檢測 11 種 除草劑類 農藥的檢測方法。這 11 種農藥屬于季銨鹽類強極性化合物，采用 Waters ACQUITY BEH HILIC 色譜柱，實現檢測物質的良好保留，并實現這幾種化合物的較好分離。本方法應用 Xevo TQ 的 IntelliStart 功能快速方便建立質譜方法，并使用 PICS 功能輔助定性，對于低濃度或低響應化合物，應用 ScanWave 功能有效增強離子強度，并 應用 Quanpedia 庫自動導入和導出生成 MRM 方法及液相方法，實現多農殘檢測方法的快速建立。

實驗方法

1 、材料、試劑和儀器

乙腈為色譜純，實驗用水為超純水 (18M Ω ,TOC 3ppb) ，乙酸銨為優級純，甲酸為優級純， ACQUITY UPLC ® 超高效液相色譜系統， Xevo TQ 質譜系統

2 、實驗條件

2.1 UPLC 方法
液相系統： Waters ACQUITY UPLC®
色譜柱： Acquity UPLC TM BEH HILIC 1.7 m m ， 2.1 ´ 50mm , P/N: 186003460
柱溫： 35˚C
檢測周期 ： 4 min
進樣量： 10ul
流動相： A ： 250m mol NH4AC +1.4%FA H2O pH=3.7 B ： CH3CN ; 梯度洗脫
弱洗溶劑：乙腈 / 水 =90/10 ， 900ul
強洗溶劑：乙腈 / 水 =10/90 ， 300ul
梯度方法見下表：

表 1 檢測梯度表

2.2 質譜方法

MS 系統 :Xevo TQ
離子化模式 :ESI+
毛細管電壓 ： 0.55KV
源溫度 ： 150 ° C
霧化氣溫度 : 450 ° C
霧化氣流速 :950L/h
錐孔氣流速 :10 L/h

質譜檢測參數見表 2 。

表 2 MRM (Multiple Reaction Monitoring) 參數及各個農藥保留時間、名稱、化學式及在其相應檢測濃度下的 PtP 信噪比

* ： DDAC 在空白中含有， 0.005ppb 時 DDAC 響應超過空白中值，因此定此值為檢出限。

3 、數據處理系統

Masslynx 4.1 SCN729

結果與討論

1. 標準品 、樣品配制

11 種除草劑的混標用 1/9 水 - 乙腈溶液稀釋配制。 0.05ug/ml 基質標準直接進樣檢測。

2 、 11 種除草劑的提取離子色譜圖及重疊色譜圖

圖 1 11 種除草劑農藥 MRM 檢測定量離子色譜圖

圖 2 11 種除草劑農藥總離子重疊色譜圖

3 、 11 種除草劑農藥檢測靈敏度，進樣量 10ul 。

采用開發的 UPLC-MS/MS 方法，配制 11 種農藥的混標， 11 種農藥具有不同的靈敏度響應，因此可得到其最低定量限 (LOQ=10:1 信噪比 ) 的檢測濃度各有不同，各個農藥在其相應檢測濃度下的 PtP 信噪比，以及化學式等見表 2 所示。

4 、產物離子確認掃描 -PICS 功能 - 擴展定性能力：

在采集 MRM 數據時，設定基線噪音背景（ Background noise level ）的閾值（ Threshold ），當目標化合物響應強度超過此閾值，即可開啟此目標離子的 MS Scan ， Daughter Scan ， ScanWave MS Scan 或 ScanWave Daughter Scan 。在得到 MRM 定量色譜峰的同時得到離子確認掃描結果，擴展定性能力！

在各個農藥標準品的 MRM 圖中，得到在過峰頂點處的 PICS 掃描圖，根據分析物的母離子和子離子，很容易定性判斷所對應的峰為何種農藥。

另外，對于只有單個離子對的化合物，無法進行雙離子對定性， PICS 功能在定性方面的優勢就更顯著。

下圖 3 中，是 維庫溴銨 515.5>356.4 離子對采集的 MRM PICS 掃描色譜圖，在該 MRM 色譜圖中提取了 1.36min 時間處的 PICS 質譜圖（下圖 4 ），與 維庫溴銨標準品 PICS 質譜圖或 MRM 方法比對， 即可判斷該峰為 維庫溴銨。

圖 3 維庫溴銨 515.5>356.4 離子對色譜圖

圖 4 庫溴銨 515.5>356.4 PICS 掃描質譜圖

應用 MassLynx 4.1 中的 TargetLynx 軟件，可以對采集實際樣品得到的 PICS 質譜圖和標準 PICS Reference 質譜圖進行比較，通過軟件計算的 Forward Fit 和 Reverse Fit 數值，可以較為量化的判斷樣品和標準品中分析物的匹配度。

取一 11 種農藥混標做為未知樣品，圖 5 是樣品中 維庫溴銨 PICS 質譜圖和標準品 Reference 質譜圖的匹配結果，樣品一次進樣即可得到分析物定性匹配和 MRM 定量結果，圖 6 列出了 11 種農藥在 MRM 檢測中得到的 PICS 質譜圖。

圖 5 維庫溴銨 PICS 質譜圖和標準品 Reference 質譜圖的匹配

圖 6 11 種農藥在 MRM 檢測中得到的 PICS 質譜圖

5 、 ScanWave 信號增強功能

ScanWave 能夠根據荷質比 (m/z) ，使離子在碰撞池富集和釋放，顯著提高 SIR 和 MS 掃描時的靈敏度，在低含量分析物的掃描中具有很好的應用效果；同時在 MRM 檢測過程中，能夠和 PICS 功能同時使用，顯著增強 PICS MS 質譜信號或子離子質譜信號。

應用實例 1 ，仍以維庫溴銨（濃度為 20ppb ）為例，分別進行 Daughter Scan 和 ScanWave Daughter Scan 兩種掃描實驗，

圖 7 Daughter Scan 和 ScanWave Daughter Scan 兩種掃描方法

從得到的子離子掃描色譜圖上，可以看到 ScanWave Daughter Scan 信號比 Daughter Scan 信號增強 5 倍多（見圖 8 ）；同時，從兩種掃描方式得到的質譜圖上，也可以看到 ScanWave Daughter Scan 的質譜信號也要高出 5 倍（見圖 9 ）。

圖 8 SanWave 增強子離子掃描色譜圖信號       圖 9 SanWave 增強子離子質譜圖信號

應用 實例 2 ，在 MRM 檢測的同時，和 MRM 檢測、 PICS 功能同時使用，明顯增強 PICS 子離子掃描的靈敏度，提高了 7 倍多（見圖 10 ）；同時，由于 Xevo TQ 超快的掃描速率，在 MRM 中， ScanWave 不影響 MRM 信號強度，不會影響 MRM 定量的準確度。

圖 10 MRM 方法中 SanWave 增強 PICS 子離子質譜信號

該功能還可應用于全掃描功能中的信號增強，

7 、 Quanpedia 方法庫

Quanpedia 是一個方法庫，從數據庫中基于化合物名稱或化合物類別選擇感興趣的物質，可自動建立現成的 LC 方法（包括流動相、梯度方法、色譜柱等信息）、 MRM 方法、定量方法和進樣序列方法。同樣可以實現用戶已有的 UPLC-MS/MS 方法的自行導入，補充和充實數據庫的數據量，用于感興趣化合物的快速篩查。

這里，對于建立的這 11 種農藥 UPLC-MS/MS 檢測方法，導入到數據庫中，在不同的 UPLC-Xevo TQ 系統上可以傳遞通用。通過數據庫生成 UPLC-MS/MS 檢測方法，不需要標準品，即可方便的進行化合物快速篩查。

圖 6 Quanpedia 數據庫方法導入 11 種農藥 UPLC-MS/MS 檢測方法

在 Waters 現在的 UPLC-Xevo TQ 系統的 Quanpedia 數據庫中已經具有大約 910 多種常見化合物的檢測方法。

結論：

本文建立了用 Waters UPLC-Xevo 系統檢測 11 種除草劑類農藥的定量分析方法。方法的檢出限 : 有 5 種化合物達到 pg/ml 級檢測。通過 Xevo TQ 的 PICS 功能，對每個化合物在 MRM 檢測同時，施加 PICS 功能輔助定性。

在低含量或低靈敏度分析物中 ， ScanWave 能夠根據荷質比 (m/z) ，使離子在碰撞池富集和釋放，顯著提高 MS 掃描和 Daughter 掃描時的靈敏度；同時在 MRM 掃描中，能夠和 PICS 功能同時使用，顯著增強 PICS MS 質譜信號或 Daughter 質譜信號，而不會影響定量結果。

應用 Quanpedia 庫自動生成 UPLC-MS/MS 檢測的 MRM 方法，無需標準品即可進行感興趣化合物的快速篩查。