气质联用仪对菠菜中的203种农药进行快速可靠分析

通过这两种快速方法，使用 P&EP MRM数据库中提供的保留时间准确地预测了分析物的保留时间[1]。使用气相色谱方法转换技术并保持相同的色谱柱相比，可以准确预测 10 × 10 m 配置下 203 种分析农药的保留时间并保持相同的洗脱顺序。为了更新常规 15 × 15 m 配置下 10 分钟法的保留时间，使用了农药和正烷烃的组合。两种色谱柱配置的柱中反吹可以降低定期维护频率（例如色谱柱两端的切割和离子源清洁），提高了方法的稳定性。此外，当与程序升温多模式进样口 (MMI) 一起使用时，与色谱柱直接连接进样口和质谱仪的传统配置相比，无需冷却和放空质谱离子源，可以更快地进行衬管更换和其他进样口维护程序。开发的方法适用于分析农药，覆盖菠菜中不同农药的广泛最大残留量 (MRL) 范围，在 0.1–1000 ppb 的动态范围内具有出色的校准性能。本应用简报介绍了两种方法，可通过 GC/MS/MS 在 10 分钟内对高叶绿素含量的挑战性新鲜菠菜基质实现稳定的多残留农药分析，同时对其中所含的 200 多种农药保持足够的色谱分离度。首先，结合使用常规的 15 × 15 m (0.25 mm × 0.25 µm) 柱中反吹配置与更快的柱温箱升温速率，使分析时间缩短为 10 分钟。其次，使用迷你孔径 10 × 10 m (0.18 mm × 0.18 µm) 柱中反吹配置，实现 10 分钟快速分析。使用安捷伦气相色谱方法转换技术对后一种方法进行了准确扩展。结果表明，柱中反吹配置通过尽可能减少色谱柱切割和离子源清洁，确保了方法稳定性并延长了系统的免维护运行时间。数据显示，Agilent 7000E 和 7010C 三重四极杆气质联用系统在 0.1–1000 十亿分之一 (ppb) 的浓度范围内具有出色的线性。在 GC/TQ 连续运行175 小时的过程中，菠菜提取物（农药加标浓度为 20 ppb）的 700 次连续进样显示出良好的方法稳定性。

前言在食品分析中，人们越来越需要既不影响方法稳定性和色谱性能，又能更快速地鉴定和定量化学残留物的方法。传统的多残留农药分析方法通常至少需要 20 分钟，导致样品分析周期较长。在这种情况下，一批样品的 GC/MS 分析时间动辄数天。这会成为样品分析瓶颈并限制实验室分析效率。因此，缩短气质联用仪GC/MS分析时间无疑会提高样品分析通量，并最终提高实验室分析效率。然而，时间缩短的 GC 方法通常涉及方法稳定性或性能的权衡。本应用简报重点介绍了使用 (a) Agilent 8890 GC和 7000E 三重四极杆气质联用系统以及(b) Agilent 8890 GC 和 7010C 三重四极杆气质联用系统的两种快速 GC/MS/MS方法。这两种方法使运行时间缩短为10 分钟，同时在不损失灵敏度或方法性能的情况下对复杂菠菜提取物保持稳定的系统性能。本应用简报中介绍的两种 GC/TQ 系统柱中反吹配置可在 10 分钟内完成分析，同时对 203 种化合物保持足够的色谱分离度和质谱选择性。将保留时间锁定到Agilent MassHunter 农药与环境污染物MRM 数据库（P&EP MRM 数据库）的传统 20 分钟 GC/MS/MS 方法作为优化、快速分析的基准。

首先，结合使用常规的 15 × 15 m(0.25 mm × 0.25 µm) 柱中反吹配置与更快的柱温箱升温速率，使分析时间缩短为10 分钟。此配置无需任何硬件更改。其次，使用迷你孔径 10 × 10 m (0.18 mm ×0.18 µm) 柱中反吹配置，实现 10 分钟分析。与常规的 15 × 15 m 设置和气相色谱柱温箱插件（枕垫）相比，此配置需要一组新的色谱柱。但第二种配置可以更准确地预测保留时间，并保留所有检测化合物的洗脱顺序。

为了评估方法的稳定性，我们对加标了低浓度农药的菠菜提取物进行了 700 次连续进样测试。在 700 次进样中，许多复杂分析物响应的相对标准偏差 (RSD)低于 15%。在测试过程中，无需切割色谱柱、清洁离子源或进行质谱调谐。维护仅限于每 100 次进样后的衬管和隔垫更换。

实验部分GC/TQ 分析8890/7000E 和 8890/7010C GC/TQ 组合使用的两种色谱柱配置如图 1 所示。该气相色谱系统配备 Agilent 7693A 自动液体进样器 (ALS) 和 150 位样品盘；一个在程序升温不分流进样模式（冷不分流）下运行的 MMI；由安装在两根相同的15 m 或 10 m 色谱柱之间的安捷伦吹扫Ultimate 接头 (PUU) 提供的柱中反吹功能；以及 8890 GC 气路反吹模块 (PSD)。表 1 列出了仪器操作参数。在动态 MRM(dMRM) 模式下采集数据，该模式能够进行大量多分析物检测，并能通过高效自动化驻留时间分布来准确定量分析窄峰。使用 dMRM 功能成功地分析了 203 种农药，总共包含 614 个 MRM 离子对。采用常规 15 × 15 m 配置的传统 20 分钟分析法的最大 MRM 离子对并发数为 52。而在 10 分钟分析法中，常规 15 × 15 m配置和迷你孔径 10 × 10 m 配置的最大MRM 离子对并发数则分别为 127 和 83（图 2）。此外，dMRM 使分析人员能够轻松地添加和删除额外的分析物。P&EPMRM 数据库的使用有利于更简单快速地设置靶向 dMRM 方法。在本研究中，使用 Agilent MassHunter工作站 10.1 和 10.2 版，包括用于气质联用系统的 MassHunter 采集软件 10.2、MassHunter 定量分析软件 10.1 和MassHunter 定性分析软件 10 软件包。使用浓度范围为 0.1–1000 ppb（包括0.1、0.5、1、5、10、50、100、250、500 和 1000 ppb (w/v)）的一系列基质匹配校准标样对校准性能进行了评估。气相色谱多残留农药试剂盒包含 203 种化合物 (Restek, Bellefonte, PA, USA)，这些化合物受 FDA、USDA 和其他全球政府机构监管，用于制备基质匹配校准标样。将样品瓶中最终浓度为 20 ppb的 α-BHC-d6 用作目标农药定量的内标（Agilent Bond Elut QuEChERS IS 标准品编号 6；部件号 PPS-610-1）。所有校准曲线均采用 1/x 作为加权因子。

保留时间锁定 10 分钟法保留时间锁定可使新色谱柱或仪器具有与MRM 数据库或现有方法匹配的保留时间，从而使方法能够轻松地从一台仪器转移到全球范围内的另一台仪器。这可以简化方法维护和系统设置。P&EP MRM数据库中提供了传统 20 分钟农药分析的保留时间。结合使用与 20 分钟分析锁定到 P&EP MRM 数据库相同的气相色谱柱流速，以及采用常规 15 × 15 m 配置的10 分钟法。这使甲基毒死蜱的新锁定保留时间为 5.520 分钟。为了更新其余分析物的保留时间，使用农药和正烷烃的组合，根据 P&EP MRM 数据库中 20 分钟法的保留时间来预测新方法的保留时间。使用方法转换工具对采用迷你孔径 10 ×10 m 配置的 10 分钟分析进行了准确扩展，提供的速度增益为 2。通过该方法的微调，在 203 种农药的洗脱范围内，预测和实测保留时间之间实现了高度匹配，产生的偏移为 0.09 分钟。使用以下公式计算新的保留时间 (RT)：RT新 = RT旧 /2 + 0.09 min

结果与讨论在 10 分钟分析中对 200 多种农药保持良好的色谱分离度本文中提到的气相色谱柱中反吹配置包括常规的 15 × 15 m 和迷你孔径 10 × 10 m配置，能够实现 203 种农药的 10 分钟分析，其中每种化合物采集三个 MRM 离子对。如图 4 所示，采用常规 15 × 15 m 设置（图 4A）时，快速 10 分钟法的色谱分离情况基本得到保持，而采用迷你孔径10 × 10 m 设置（图 4B）时的色谱分离情况则一致。用于将该方法转换到10 × 10 m 配置的气相色谱方法转换技术可保留化合物的相对洗脱顺序。10 分钟分离在宽动态范围内的灵敏度和校准性能使用不同的色谱柱配置和 10 分钟分离获得的方法灵敏度与使用传统 20 分钟法观察到的结果相当。使用 15 × 15 m 和10 × 10 m 色谱柱配置的 10 分钟法均可检测低于其规定 MRL 的所有目标农药，即使是充满挑战性的农药也不例外。例如，溴氰菊酯对于 GC/MS 技术而言是一种具有挑战性的化合物，结果表明，使用 7010C GC/TQ 可准确定量菠菜中浓度低至 0.1 ppb 的溴氰菊酯，而使用 7000系列 GC/TQ 的定量浓度范围为 1–5 ppb（图 5A）。虽然没有规定菠菜中溴氰菊酯的 MRL，但它在许多其他食品中受到监管，包括蔬菜 8 类和 9 类，以及亚类 IB和 IC，其 MRL 为 40–300 ppb[3]。使用7010 GC/TQ 和 7000 系列 GC/TQ 观察到的校准范围能够满足分析人员分析各种食品基质中溴氰菊酯的相关需求。