應用三重四極桿GC-MS/MS同時篩查食品中的600多種農藥殘留

概述
目的：介紹兩種一針進樣進行目標化合物和非目標化合物篩查的方法
方法：應用選擇反應監測（SRM）模式，或應用選擇反應監測/全掃描（SRM/FS）交替掃描模式進行600種農殘的篩查分析
結論：兩種方法均可以應用于目標化合物和非目標化合物篩查，靈敏度損失小

引言
由于高靈敏度 GC-MS 的出現，使得農殘檢測中大部分化合物的分析都可以采用統一的樣品前處理方法，因而可以將不同基質中不同化合物的檢測整合到一個方法中，并且一針進樣檢測的化合物數量越來越多。GC-MS 非常適合各種基質樣品中多種殘留物的分析。但是，隨著目標化合物數量增多，方法優化變得更加復雜，分析性能會變差。而且，人們希望能夠拓展有潛在危害的食品污染物清單。本文介紹了一種靈活的儀器分析方法和數據處理軟件，能夠通過優化MS 分析過程來減少分析性能的損失，使 GC-MS/MS 能應用于分析樣品中的 600 種農殘。本文還討論了通過選擇反應監測 / 全掃描（SRM/FS）交替掃描模式進行目標化合物的定量及未知化合物的定性分析。

方法 1——600 種農殘的篩查分析

樣品制備
從本地商店里購買萵苣樣品，用QuEChERS方法進行萃取和凈化后，再用1:1的乙酸乙酯/環乙烷進行提取，之后，將5 ml的提取液溶劑置換為9:1的己烷：乙腈溶劑，且定容至1ml，最后向濃縮的空白基質中加入多種標準品的混合標樣。

氣相色譜條件
Thermo Scientific 的TRACE 1310 GC 配置有一個SSL和一個PTV進樣口，使用PTV進樣口進樣，進樣量1µL。系統使用一個Siltek惰性襯管（Thermo Scientific產品號 453T2120），鍵合5%聯苯95%二甲基聚硅氧烷為固定相的毛細管色譜柱（30 m x 0.25 mm 0.25 µm）。表1為PTV進樣口和柱溫箱參數。

表1. PTV 和爐溫參數

質譜條件
使用Thermo Scientific 的 TSQ 8000 三重四極桿質譜儀分析 600 種化合物，采用 SRM 模式進行目標物檢測。首先進行全掃描以確定各化合物的保留時間，然后采用選擇反應監測（SRM）模式建立一種定時 SRM 方法，實現一次進樣分析所有化合物。該方法包含了超過1300個離子對，來自于TSQ 8000 的農殘分析化合物數據庫，通過 TSQ 8000 系統的方法庫自動載入處理方法和儀器方法。傳輸線溫度設置為250℃，離子源溫度設置為300℃。如圖1所示，定時SRM（t-SRM）能夠分析 600 種農殘，方法靈敏度高。

圖 1. 定時 SRM 方法的一部分離子對掃描時間段

結果
通過對萵苣樣品進行所有600種農殘的掃描，最終定量檢測出52種農殘。用Thermo Scientific的TraceFinder軟件繪制曲線，所有化合物的線性相關系數R2 > 0.98。對加入 40 ppb 校準溶液的基質加標樣品進行了10次平行分析。為了檢驗篩查能力，還向40ppb加標樣中另外添加了少量校準溶液未包含的化合物，均被該方法檢出。表2 列舉出了40 ppb 加標樣中各化合物的平均濃度和RSD（%）。
圖2顯示了40ppb加標樣中被檢出的非標樣化合物的定量離子和定性離子。這表明，該方法和儀器能夠對樣品中所含有的目標化合物進行定性，即使未進行儀器的定量校準。

表2. 萵苣樣品的40ppb加標樣分析結果

圖 2. 定性檢出的未經校準非目標農殘。最大的峰為定量峰，其它峰為確認峰。

建立了第二種方法，只以52種農殘作為目標化合物，僅包含104個離子對。對5ppb 和10ppb標樣平行分析10次，計算兩種儀器方法的MDLs，一種包含超過1300個離子對，另一種僅包含104個離子對。圖3顯示了兩種方法的MDLs結果。盡管包含104個離子對的方法能提供更長的駐留時間從而得到更低的檢出限，但對于本實驗化合物清單中歐盟對萵苣有限值規定的農殘，掃描600種化合物的篩查方法仍然能夠滿足要求。

方法 2——SRM/FS 交替掃描

樣品制備氣相色譜條件
樣品制備氣相色譜條件與方法 1 相同。

質譜條件
使用Thermo Scientific的TSQ 8000三重四極桿質譜儀掃描147種化合物。首先進行全掃描以確定各化合物的保留時間，然后采用選擇反應監測（SRM）模式建立一種定時SRM方法，實現一次進樣分析所有化合物。建立了第二種方法，在分析過程中加入了全掃描步驟。

結果
首先對一個果汁飲料樣品進行 QuEChERS 萃取和凈化，并將萃取液濃縮5倍。然后向萃取液中加入147種農殘，配制從1ppb到200ppb的校準曲線。采用TraceFinder軟件，為 SRM 和 SRM/FS 交替掃描這兩種方法繪制147種化合物的標準曲線。兩種分析方法下，大部分化合物的線性相關系數 R2 > 0.98。為了獲得兩種儀器方法——僅有SRM和FS/SRM 交替掃描——的 MDLs，向果汁萃取液中分別加入1ppb和10ppb校準溶液，對加標樣平行分析10次。圖4對這兩種方法的 MDLs進行了比較，增加了全掃描的儀器方法的 MDLs 的實際值略高于僅有SRM的方法，但非常接近。
果汁飲料中加入100ppb標樣，并采用FS/SRM交替掃描的儀器方法進行分析。樣品萃取液中還添加了兩種1ppm水平的酞酸酯。從100ppb農殘加標樣的全掃描色譜圖中發現一些明顯的峰，保留時間為9.29分鐘、9.73分鐘、10.39分鐘、10.91分鐘，和一個飽和峰，保留時間在31.00分鐘。圖5為前四種化合物的放大圖，圖6顯示了這些非目標化合物在 NIST 圖庫中的匹配情況。

圖 4. 兩種方法的 MDLs 比較：SRM 與 FS/SRM 交替掃描

圖 5. 100 ppb 加標樣中四個未知峰的放大圖

圖 6. 四個未知峰與 NIST 圖庫的匹配度

結論
使用TRACE 1310 GC-TSQ 8000 MS系統，建立了分析篩查目標化合物和非目標化合物的兩種不同方法。方法 1 在一次分析運行中，使用TSQ 8000 對600種農殘進行高速掃描的SRM分析，不犧牲靈敏度。無需對600種農殘全部進行校準，分析者也能夠對樣品中可能存在的其他農殘定性檢出。由于TSQ 8000能夠通過高速掃描和圖庫檢索生成高質量的全掃描譜圖，方法2使用了儀器的FS/SRM交替掃描模式進行分析。選擇部分低含量的目標化合物進行SRM分析，同時用全掃描對任何類型的未知化合物進行定性，例如包裝材料的析出物，或食品中的營養物質與防腐添加劑的分析等。

下面對兩種方法進行了總結。

600 種農殘篩查
• 由于TSQ 8000的高速掃描能力，對600種農殘進行篩查而不影響靈敏度
• 52 種化合物的校準線性相關系數 R2 > 0.98
• 通過通過化合物的離子對信息及離子比例，能夠對未校準的農殘進行定性分析
• 應用AutoSRM功能優化未知化合物的離子對信息，定制化合物列表

交替 SRM/FS
• 確定大量目標化合物的同時，采集全掃描數據
• 對目標化合物定量分析的同時，發現非目標化合物
• 使用 NIST 圖庫對非目標化合物進行定性分析
• 大部分農殘的校準線性相關系數 R2 > 0.98
• 無論是否采集全掃描數據，MDLs相近
• 能應用于檢測包裝材料的污染、營養成分、或食品中添加的防腐劑
• 應用AutoSRM功能優化未知化合物的離子對信息，定制化合物列表