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多残方法测定蔬菜样品中农药含量的气相串联质谱分析

关键词: 气相色谱 农药残留 多残方法 蔬菜

综述 :一种进行对新鲜蔬菜中30多级中农药残留检测，量化，并确认的气相色谱串联质谱（ GC - MS - MS技术）的方法已发展。电离的最佳模式有电子碰撞（EI- MS/MS ）或化学电离（CI-MS-MS技术），用于不同类别的农药在一个单一环境中的运行。农药残留是用二氯甲烷从蔬菜中提取的。当被测样品使用顶空进样法直接注射10ul而不通过前处理回收效率可以达到70 -1 19％ ，所有化合物在两个不同回收率研究中相对标准偏差< 16.9 ％。化合物的最低检出限是 30ng/kg-6ug/kg 。该方法适用于温室蔬菜中常规农药分析（ Almeria ，西班牙）

导言: ，因为农药被大量应用于农作物，所以检测食品中农药是一个重要的问题。控制农药在食品中尤其是在新鲜蔬菜中的残留是一个生产者越来越关心的问题，消费者和政府都要对潜在的风险负责。许多政府和国际组织建立了食品中农药最高残留限制度。适量的使用农药是无可厚非的，所以要定期的检测食品中的农药残留。为此，有必要建立监测程序来保护消费者并且评估食品的质量。蔬菜中存在的干扰植物可能会对用于监测农药残留的目标化合物的信号产生掩蔽。这种分析方法较难分析农药在蔬菜中有较大浓度差的情况，更难的是，蔬菜基质成分和农药有较大浓度差。气相色谱（GC）的选择性探测器显示了其测定农药残留的能力，但前提是必须通过质谱(MS)这一个实验室中的必备工具提供明确的结果，甚至定量的测定农药残留。然而，现在更加流行用气相色谱串联质谱(GC-MS-MS)来测定蔬菜中的农药残留。它在复杂的分析中可以实现高灵敏度和高选择性，并且它不丧失识别功能。许多的实验室都在一个合适的价格下开始接受离子阱串联质谱要归功于它使用电子冲击(EI)和化学电离(CI)对大多数的农药都有一个大范围的可探测波段。
另一方面，对于样品前处理，最常规分析实验室倾向于使用有机溶剂萃取法从蔬菜中萃取农药是因为化合物有广泛的极性并且其操作简单、速度快和回收率高。然而，他们一般需要一个清洗步骤以减少误差 这个过程浪费了时间和金钱并且增加了实验的不确定度。这种清洗步骤将包括潜高峰期重叠和频繁的清洗仪器。当然，使用特定技术，减少样品基质进入柱和检测器，如使用顶空进样，加上选择性的MS / MS法，可避免的必要性清理步骤，使方法更适合实验室常规分析农药残留。
本实验描述了气相色谱串联质谱使用不同的电子碰撞（EI-MS/MS）和化学电离（CI-MS-MS）方法检测并确定确定30多类农药的新鲜蔬菜。该方法已成功应用到大约8000新鲜植物实际样品检测中（Almeria，西班牙） 。

实验

试剂：农药标准品和咖啡因（内部标准，IS）经过Ehrenstorfer博士（德国）进行纯度鉴定。二氯甲烷，环己烷，丙酮，甲醇（用于分析农药残留）来自Scharlau （西班牙） 。已有解决方案是在丙酮中浓缩农药到75-550mg/L并存放在-30 ℃的低温环境，正在使用的方法是用适量的环己烷稀释并储存在-4℃无水硫酸钠中以待分析使用

仪器：saturn2000 GC - MS（瓦里安公司美国）该气相色谱仪（型号CP- 3800 ）装有8200自动取样器（100ul注射器），分裂分流程序升温注射器1079，大容量注射模式和电子流量控制（ EFC）系统。一个熔硅制成未经使用的毛细管柱2m x 0.25mm（美国）作为备用柱连接到一个DB – 5ms（ 30m x 0.25mm i.d.x0.25um）的分析柱。离子阱电极加入SilChrom涂层以减少化学反应。质谱仪是使用EI和CI模式而串联质谱选择启用。根据我们的实验条件专门设立了一个目标组分质谱图库。此外，其他质谱图库提供的图谱也可以访问。使用的载气是氦气。一个断路器（Hamilton Beach 美国） ，一个Polytron PT2100 （ Kinematica公司 瑞士） ，一台旋转蒸发仪R-114 （ Biichi ，Flawil ，瑞士）用于加工蔬菜样本

样品收集和储存：新鲜蔬菜按照79/700/CEE指令进行抽样和运输后，存放在4℃直到在24小时之内用于提取和分析，以避免出现稳定问题。

提取工艺：将两公斤蔬菜样本切碎。准确称取50克到烧杯并用105mL二氯甲苯提取2分钟。加入80g无水硫酸钠。静置2分钟，然后用一个12cm的布氏漏斗过滤，再用滤纸和无水硫酸钠过滤一遍 。滤液收集在一个圆底烧瓶中。溶剂在旋转蒸发仪上转干（水沐浴在35-40℃）。干燥物用5毫升环己烷重新溶解。取1毫升样品放入2毫升进样瓶中并加入50ul标准溶液（ 20mg/Kg ）。用正己烷定容到2ml备用

仪器条件：在进样口打开的情况下用' sandwich '注射技术注射10ul样品到气相色谱中。在0.5min的时候关闭，然后在3.5min的时候再次打开。载气压力设置在8psi（ 保持26min） ，以2psi/min的速度从8psi减少到6psi（保持13min），然后以3psi/min的速度增大到9psi（保持15.1min）。注射器温度设定为以100℃/min的速度从70℃（保持0.5min）升温到300℃（保持10min）。柱温修正为以50℃/min的速度从70℃（保持3.5min）升温到150℃，然后以5℃/min的速度升温到180℃（保持5min），接着以4℃/min的速度升温到205℃（保持5min），最后以4℃/min的速度升温到300℃（保持5min）。质谱仪要每周校准一次。所有的化合物利用非共振波的模式进行分析。电离模式（EI或CI ）按照被分析物设定。两种模式电压都设定为1700V乘数补偿，+200 ;trap，多种传输线的温度分别为200℃ ， 50℃和280℃;自动增益控制（AGC）打开。对于CI模式发射电流设置为30uA，自动增益控制电离扫描时间为100usec,自动增益控制目标值为2000，独立窗口5。在EI模式下，这些数值分别是80uA，1500usec，5000。在酶联模式这些价值分别为80剂， 1500 psec ，独立窗口3.对每个分析物都用特定的ms/ms分析。表一为每个样品列出了具体的质谱。

结果与讨论

气相色谱串联质谱工具变量
该气相色谱色谱条件进行了优化，以单独的农药进行监测。第一个标准的混合物以不同温度和气体流量的程序进行测试。为了提高灵敏度，用10ul的常规注射器。一个有机塞子被插在了注射段，以减少通过分析柱和检测器的弄药量。对于质谱检测器，自动增益控制（ AGC ）通常是用目标离子来填充离子阱来优化灵敏度。优化到CI模式达到2000的和EI模式达到5000。更大的价值在于每一种情况下都可能导致储存目标离子信号间的静电相互作用。一般来说，母公司离子被选定为最高分子量的最高强度。所有化合物都选定为非共振波的形式（碰撞诱导解离，CID）。优化其余母离子CID参数产生的MS - MS谱在10至30 ％ 之间。大多数情况下选择量化以获得的高峰值，除了一些组分提产生的顶峰（ heptenofos ）或主要离子是一组（α- 硫丹） 。

图1 是α-硫丹的一组串联质谱图谱。图2是一个黄瓜试样中所有成分的图谱。图3
是甲胺磷在CI和EI模式下的响应值对比图。

提取变量
二氯甲烷萃取是一个有效、简单的方法，对大多数化合物都有良好的回收率
。对比较脏的试样比如蔬菜建议先通过清洗步骤在进行分析，特别是使用大容量注射。这是必要的，因为存在的干扰物质可能与目标分析物共同洗脱并污染分析系统。
但是，干扰问题可以通过有机分离小柱和每周更换防御柱来解决。这样，样品处理会更简单，速度更快而且更便宜。它每天都可以进行一些样品分析，这对一个常规的分析实验室来说是非常重要的。

确认方法
鉴定目标样品
保留时间窗口（ RTW ）被定义为从每个混合物的10个空白样品的第二校准线±10标准偏差的平均保留时间（见表二） 。

量化目标离子
仪器的校准是通过注射在三个不同的浓度水平下提取的农药空白样品（见表二） 。农药的响应值的线性关系是通过测量相对于内标的面积来研究。用内标与外标进行对比并且原点（0.0）包括在线性回归曲线内可以获得更好的量化结果。在所有情况下基峰由量的多少决定。当R2 >0.9校准曲线被视为是有效的。对于所有的农药，良好的仪器响应值线性关系的反应浓度区间如表二所示，所有情况下确定系数>0.984。被建议的方法的效率由了评价未被污染的黄瓜在两种不同的浓度曲线下的农药回收率来研究（n=10）（见表三） 。平均回收率数据和相对标准偏差（ RSD ％ ）也于表三显示。回收率在70％至120 ％表明假定的方法是有效的。所有化合物在有效的时间区间。 在所有情况下RSD<16.9 ％。10个已萃取并进样的蔬菜空白样品的色谱信号被IUPAC推荐为鉴定（LED）和定量(LOD)的方法。结果列于表三。

目标离子鉴定

要确定一个实际样品中先前鉴定的混合物是通过样品的串联质谱图谱和以前的参考普进行对比来确认。参考光谱是通过每天注射的空白黄瓜样品中农药浓度的第二个校准点来获得并保存的。对比结果（FIT）扩展到1000的最佳匹配（相同的光谱）。FIT的价值必须通过>aFIT对于每一个混合物开始细节被定义为FIT平均-250来得到。FIT的平均值是通过注射10个无污染的黄瓜样品对比混合农药的第二校准线来得到。表三列出了每一个混合物的临界值。

样品的质量标准常规分析

为了保证在常规分析中所取得的成果的质量，一些质量 标准也已确定。对于这一点，空白的提取物，一个空白样品提取添加浓度的第二次校准水平，校准曲线每天都在处理同一套样品。空白提取避免由于污染可能在提取过程或试剂使用造成的假阳性。无信号检测应该在目标分析物的保留时间内。用空白样品校正提取程序的效率和帮助检测
由于提取不当或仪器原因造成的问题。当一个被测样品有确定的波谱，就能推得这个被分析样品的较好的结果。当结果是阴性或低于第一校准点，它们可被加工时加样回收率为60％ -130 ％ 。校准曲线是用来检查的浓度的线性工作范围 ，以避免由于基质效应或仪器的问题导致的量化错误。表四总结的资料是参数和 标准审定通过的方法和常规分析质量标准。

方法的使用
接近8000种不同的新鲜蔬菜样品（绿豆，黄瓜，辣椒，番茄，茄子，西瓜，甜瓜，豌豆和骨髓）通过所提出的方法已在农药残留实验室C.U.A.M.位于E1EJIDO(Almeria，Spain) 被分析。自动搜索和数据系统的识别菜单进行农药常规质量分析标准识别，量化和确认。自2000年9月至2001年3月，此方法已证明在控制几种新鲜大棚蔬菜的农药残留是非常有用的，即使浓度也低于欧盟和由不同国家的法律设立的最高残留量（MRLS）