生菜与豌豆中农残检测方案(自动进样器)

大体积-复杂基质进样-气相色谱-质谱(LV-DMI-GC-MS)联用检测生菜与豌豆中的农残 Richard Fussell， Central Science Laboratory， York，N. Yorks， UK Diane Nicholas， ATAS UK， Hardwick， Cambridgeshire， UK 1.前 由于乙酸乙酯对不同极性农药的回收率普遍较高，常作为食品中农残检测的有机溶剂而被广泛使用。提取完的样品在用气相色谱分析之前，通常需要经过某些净化处理去除样品中的干扰基质(例如固相萃取与凝胶渗透色谱)，否则气相色谱的进样口与色谱柱很容易受到污染，进而降低色谱性能。然而，这些净化步骤不但会增加样品前处理的时间而且会加大溶剂的使用量，增加分析成本。 复杂基质进样模式(DMI)是一种色谱分析中全新的进样模式：将样品放置于一根一端开口的DMI小管中，小管置于衬管内，然后将该衬管置于OPTIC多模式进样系统的进样口中。液体样品和固体样品都可以放置于DMI小管中。当大体积的液体样品被导入到DMI小管中，首先大量的溶剂在低温下进行排除，然后进样口升温将目标分析物汽化，并被载气转移到色谱柱中，而那些难挥发的基质仍被截留在小管中。衬管可以手动或自动更换，然后进行下一个样品分析。衬管可重复使用，DMI小管用过后可以丢弃。由于不挥发的复杂基质仍截留在DMI小管中而未进入色谱系统中，所以进样前样品不需要净化等前处理步骤，亦不会给色谱系统造成污染。 2.实验内容 2.1生菜与豌豆样品的复杂基质进样(DMI) 本文采用复杂基质进样模式(DMI)与常规不分流进样模式 (Splitless)做对比试验，分析一系列的农残，由此看出复杂基质进样模式克服了传统色谱分析中常见的问题。乙酸乙酯提取出的生菜与新鲜豌豆的样品中都加入了内标物四苯基甲烷。 在常规的不分流进样分析中，经过提取的生菜样品又经过凝胶渗透色谱进行净化和浓缩，经过提取的豌豆样品则经过固相萃取净化和浓缩后，各取3uL， 在GC-MS上进行检测(生菜样品用5973MSD，豌豆样品用5972MSD)。复杂基质进样实验中，分别对没有经过净化的生菜的提取样品(15pL)与豌豆的提取样品(30pL)以及经过固相萃取净化的豌豆提取样品(3pL)进行分析。各农残组分都按照内标物四苯基甲烷去定量。 2.2 DMI 仪器设备 ● ATAS OPTIC 2-200 多模式进样系统 ● Agilent 5890 GC-5971MSD DMI分析未经净化的生菜提取物的仪器条件 进样量： 15uL 进样量： 3uL 衬管： 带有烧结 DMI小管： 15mm 模式： DMI OPTIC 参数：载气： 分流： 50ml/min衬管： ：带有烧结初始温度： 75℃DMI 小管： 15mm升温速率： 16℃/S模式： DMI最终温度： 280℃载气： 分流： 50ml/min不分流时间： 180s排空： 100 ml/min终止时间： 2190s初始温度： 75℃转移压力： 13.4psi升温速率： 8℃/S转移时间： 180s排空时间： 240s起始压力： 8.2psi最终温度： 280℃最终压力： 20.8 psi不分流时间： 120sGC参数：吹扫压力： 3.5psi色谱柱： DB530m×0.25mm×0.25um终止时间： 2010s初始温度： 60℃(保持3 mins)转移压力： 8.2psi升温速率1： 20℃/min转移时间： 180s最终温度1： 180℃(保持1min)起始压力 8.2psi升温速率2： 4℃/min最终压力： 20.8 psi最终温度2： 230℃(保持6 mins)GC参数：MS参数：色谱柱：DB-530m×0.25mm×0.25um模式： SIM初始温度： 60℃(保持3mins)传输管线： 280℃升温速率1： 20℃/min溶剂延迟： 8 mins最终温度1： 180℃(保持1min)采样时间： 80-100升温速率2： 4℃/min离子扫描碎片：最终温度2： 230℃(保持3mins)二嗪农： 179，152，137MS参数：甲基毒死蜱： 286，288，125模式： SIM乙烯菌核利： 187，213，285传输管线： 280 ℃甲霜灵：：206，192，249溶剂延迟： 8 mins甲基嘧啶磷： 276，290，305采样时间： 80-100毒死蜱 199，197，97离子扫描碎片：灭蚜磷： 131，159，97乐果： 87，93，125，229杀扑磷： 145，85，125嘧霉胺： 198，199，200，77a-硫丹： 195，197，241百菌清： 266，264，268，109β-硫丹： 195，197，241乙烯菌核利： 187，213，212，285三唑硫磷： 161，162，172呋霜灵：242，152，301，95硫丹硫酸盐： 272，274，229恶霜灵： 163，132，120，105菌扑宁： 314，316，187四苯基甲烷：332，253氯氟氰菊酯：181，197，208氯菊酯： 183，163，165DMI分析净化过的豌豆提取物的仪器条件溴氰菊酯： 253，181，251 四苯基甲烷： 332，253 2.3DMI 方法 用乙酸乙酯提取样品 提取液置于 DMI小管中，小管置于衬管中，将该衬管放置于 OPTIC 进样口中 3排除溶剂(当使用大体积进样) 自动关闭分流阀并加热OPTIC 进样口至最终温度，将目标分析物转移至色谱柱头 ⑤GC-MS分析目标物 弃去含有不挥发份基质的 DMI小管 2.4生菜样品检测结果 传统不分流进样：由于凝胶渗透色谱净化并没有去除生菜提取液中所有的干扰基质，导致了GC-MS 系统被迅速污染，造成灵敏度下降，色谱峰峰高下降并拖尾。其中乐果最为明显，如下图1所示，在经过 5-6次不分流进样(3pL)后就会发生上述情形。 图1：经过凝胶渗透色谱净化浓缩的生菜提取样品(2.5g/mL)， 不分流进样(3pL，乐果1.0ug/mL)， 第1次进样和第16次进样色谱峰变化，采用5973MSD 复杂基质进样：尽管复杂基质(DMI)与大体积进样(15uL)联用的方法没有经过优化，但该方法还是克服了传统不分流进样的弊端。经过一系列的重复进样，与传统不分流进样相比，乐果仍然有很好的稳定性和响应值，见图2 图2：生菜提取样品(0.5g/mL)， DMI进样，15pL(乐果1.0pg/mL)， 第1次进样和第10次进样色谱峰，采用5971MSD 此外，包括乐果(图3和图4)和乙烯菌核利(图5)等所有的农药都获得了较好的灵敏度与线性关系，而这些样品都是未经过净化处理的。图4和图5中农药的浓度相当于 0.02mg/kg. 图3：未经净化的生菜提取样品在复杂基质-大体积进样模式下乐果的标准曲线 (0.01-1.0ug/mg) 图4：乐果 图5：乙烯菌核利 未经净化的生菜提取样品(0.5g/mL)在复杂基质-大体积进样(15pL)联用模式下的色谱峰， 0.01ug/mL 相当于0.02mg/kg 表1总结了使用复杂基质进样模式分析未经净化的生菜样品结果。除了百菌清，其它农药的灵敏度、线性关系、回收率以及重现性都非常好。可能是由于生菜的提取样品在分析前已经储存了几周，百菌清在提取液中已经不稳定了。 表1：DMI-GC-MS下，生菜提取物中农药的回收率，农药浓度 0.1mg/kg， n=7 农药名称 平均值(%) 变异系数% 乐果 97 12 百菌清 129 33 呋霜灵 100 6 恶霜灵 91 9 嘧霉胺 105 4 乙烯菌核利 96 7 2.5豌豆样品的检测结果 传统不分流进样：新鲜豌豆的提取液经过固相萃取的净化后样品，分析发现内标物四苯基甲烷的色谱峰不稳定，如下图7所示。尽管不是所有的色谱峰都出现了畸峰(图7b)，但与冷冻的样品所得到的色谱图相比还是要差很多。 图7：经过固相萃取净化的豌豆提取液中内标 四苯基甲烷的不同色谱峰 畸峰的出现不是由于经过一系列进样后对系统污染所造成的，这种情况只间歇地发生在一个系列中的部分个样。造成的原因可能是由于新鲜豌豆中的某些干扰基质在豌豆被制作成为冷冻豌豆的工艺中被去除了。同样，在经过大约20次进样后，其它的一些农药的色谱响应值也降低了，而乐果和三唑硫磷的响应甚至全部消失了。当采用复杂基质进样模式(进样量为30uL)去分析未经净化处理的豌豆提取物时，可以克服产生畸峰这种问题(图7c)。经过连续7次进样分析(DMI模式)，第1次进样和第7次进样的色谱图如图8 图8： DMI-GC-MS分析新鲜豌豆的提取物，内标四苯基甲烷的响应值 对于生菜样品，复杂基质进样模式的方法并没有进行优化。表2和表3分别是 DMI分析经过固相萃取净化的豌豆提取物(3pL)以及未经净化的豌豆提取物(30pL)的结果。大部分的农残包括乐果和三唑硫磷都有很好的灵敏度、线性相关性、重复性以及回收率。硫丹硫酸盐相对较高的变异系数是由于 GC-MSD 5971对浓度为0.01pg/mL 的信号值较小而造成的。这需要进一 步优化此方法，提高溴氰菊酯的灵敏度。 表2：经过固相萃取净化的新鲜豌豆提取物(5g/mL)， DMI 进样模式下(进样量3pL) 各种农药的回收率，农药浓度 0.02~0.05mg/kg，(n=6) 农药名称 平均值(%) 变异系数% 农药名称 平均值(%) 变异系数% 毒死蜱 88 4 菌扑宁 93 18 甲基毒死蜱 88 4 灭蚜磷 92 4 氯氟氰菊酯 96 14 甲霜灵 103 5 溴氰菊酯 杀扑磷 103 5 二嗪农 90 3 氯菊酯 79 11 α-硫丹 98 16 甲基嘧啶磷 93 4 β-硫丹 99 16 三唑硫磷 92 7 硫丹硫酸盐 101 4 乙烯菌核利 89 5 表3：未经过净化的新鲜豌豆提取物(0.5g/mL)， DMI 进样模式下(大体积，进样量30pL)各种农药的回收率，农药浓度 0.02~0.05mg/kg，(n=7) 农药名称 平均值(%) 变异系数% 农药名称 平均值(%) 变异系数% 毒死蜱 99 8 菌扑宁 105 32 甲基毒死蜱 95 7 灭蚜磷 115 7 氯氟氰菊酯 109 11 甲霜灵 80 8 溴氰菊酯 杀扑磷 140 9 二嗪农 72 14 氯菊酯 93 10 α-硫丹 175 39 甲基嘧啶磷 84 8 β-硫丹 89 72 三唑硫磷 119 9 硫丹硫酸盐 75 51 乙烯菌核利 69 6 3.结论 对生菜和豌豆中农残检测的初步实验中，DMI-GC-MS分析方法简化了昂贵且耗时的净化前处理步骤，克服了传统分析中基质的干扰问题，改善了色谱性能。在分析生菜的粗提取物时， DMI 方法减少了基质对 GC 系统的污染，保证了良好的灵敏度与重现性，尤其是对于农药乐果。同样对于豌豆样品， DMI 方法克服了内标物四苯基甲烷的畸峰问题，同样提高了其它农残的检测灵敏度，尤其是对于农药灭蚜磷与三唑硫磷。DMI-GC-MS 分析方法对于快速、灵敏、低成本的分析食品中的农残以及其它的痕量污染物都具有十分巨大的优势。 Tel：ttp：//www.focussep.com