大麻中农药检测方案(液质联用仪)

TechnicalReport http：//www.shimadzu.com.cn用户服务热线电话： 800-810-0439第一版发行日：2019年4月400-650-0439 继大麻素浓度分析(也称效力分析)之后，根据 Sdl报告("Pot of Gold..."报告18-025)，农药检测是大麻实验室中最常进行的应用。各类检测的占比如下：效力占44%、农药占15%、微生物占14%、重金属占12%、萜烯占9%，残留溶剂占6%。由于大麻行业中的各个实验室均具有用于效力分析的 HPLC 大麻分析仪，因此本文将重点关注利用质谱仪进行农药分析的投资回报率(ROI)，即单个样品分析可带来的最大收益。 首要要考虑的问题是：应使用哪类质谱仪，是单级四极杆还是三重四极杆系统?对于大麻农药测，建议使用三重四极杆质谱仪，以获得卓越的灵敏度和选择性。接下来要考虑，需要采用哪种技术：LC-MS/MS 还是 GC-MS/MS，抑或两者兼用。这通常取决于诸多因素，如化合物的分子量、极性、挥发性、热稳定性和电离效率。同时，随着该行业的发展，化合物添加越来越多，农药列表也越来越长。 例如，科罗拉多州开始使用15种农药；俄勒冈州将农药种类翻了两番，达到59；加利福尼亚州除了使用上述州所用农药外，还增加了其他农药，将数量增至66。加拿大除了使用美国上述州所用农药外，还使用了其他农药，将数量增至95。最终，AOACInternational 决定针对这104种农药开发一种检测方法，其涵盖了美国各州和加拿大所使用的农药。此外，该方法指定的最高残留限量(MRL)是目前列出的一半，这使分析更加困难。 图1的文氏图分别显示了最容易通过 LC-MS/MS 或GC-MS/MS 分析的农药，以及它们的重叠区域。文氏图上的蓝色圆圈越暗，表示用 LC-MS/MS 分析越容易；相反，较深的红色圆圈表示用GC-MS/MS 分析更容易。从图中可以看出，通过 LC-MS/MS 分析吡虫啉具有高灵敏度，而通过 GC-MS/MS分析硫丹具有高灵敏度。此外，可以通过任何一种技术检测氟氯氰菊酯。 LCMS 图1：通过 LC-MS/MS 和 GC-MS/MS 法分析农药的文氏图 高通量合同实验室希望获得最大的经济利益，同时为消费者带来益处，尤其是保护免疫低下的患者免受农药等污染物的侵害。一些实验室希望仅使用LC-MS/MS 方法分析整个加州的农药清单，以最大限度地节省初始资本设备成本， 但这是否是提高投资回报率(ROI)最有效的方式呢? 想要通过 LC-MS/MS 进行这类分析，需要选配一个双电离源平台，但其电喷雾电离(ESI)仅能用于"适用于 LC-MS/MS的农药"。大气压化学电离(APCI)源会产生额外的成本，能够用于适合 GC-MS/MS 分析的农药。需要依次分析双电离源的测量结果，即19分钟的 ESI 测量运行时间，接着是6分钟的 APCI 测量时间，总分析时间为25分钟。所以序列分析是一个瓶瓶。 另一种方法是使用 LC-MS/MS 和 GC-MS/MS 同步进行分析。LC-MS/MS的分析时间是15分钟，而GC-MS/MS 的分析仅需6分钟，因为它仅分析了少量农药。因此，与仅使用 LC-MS/MS相比(25分钟)，联用两种仪器可在15分钟内完成所有检测。 表1显示了两种联用方式的 ROI。 LC-MS/MS 的每天收益为12，825美元，而联用 LC-MS/MS 和GC-MS/MS 的收益为21，600美元，双仪器法可以增加8，775美元的收益。根据表1，双仪器法的资本成本更高，但仅用 LC-MS/MS 法的支付天数为31天，而双仪器法的支付天数为23天。因此，双仪器法的投资回报率少了8天。在支付仪器款项后，这两种仪器每天将继续收益8，775美元。与单一仪器、双电离源LC-MS/MS 相比，双仪器法一一可以增加3，202，875美元的收益。 表1：使用两种方法进行农药分析的投资回报率(ROI) 农药分析 方法 LC-MS/MS (ESI)+GC-MS/MS LC-MS/MS (ESI+ APCI) 仪器成本 $500，000 $400，000 差价 $100，000 ($100，000) ESI时间(分钟) 15 19 APCI(分钟) X 6 GC-MS/MS(分钟) 6 X 时间(最大) 15 25 收益/样品 $225 $225 分钟/天 1440 1440 样品/天 96 57 收益/天 $21，600 $12，825 额外收益 $8，775 ($8，775) 收支相抵(天数) 23 31 年利润(365天) $7，884，000 $4，681，125 利润差/年 $3，202，875 ($3，202，875) 25分钟 图2：该图说明了序贯分析和同步分析之间的时间差异。 双仪器法带来的额外收益并不仅限于上述金额，因为GC-MS/MS 也可用于分析萜烯或留留溶剂，其分析时间比 LC-MS/MS 方法快9分钟。如上所述，萜烯占大麻分析的9%，而残留溶剂占分析的6%。虽然残留溶剂分析不需要 GC-MS/MS 的功能，但仪器可以在单级四匹杆 GCMS 模式或 GC/FID 模式下运行(如配备)。表2显示了使用 GC-MS/MS 空闲时间进行残留溶剂分析的ROI举例。这将使残留溶剂分析每年额外增加1，244，842美元的收益。如采用双仪器法，农药和残留溶剂分析每年一共可额外增加4，447，717美元的收益。 表2：使用 GC-MS/MS 空闲时间进行残留溶剂分析的额外收益 额外收益 GC-MS/MS(残留溶剂) 分钟/天 1440 所需的 GC-MS/MS 农药/天 96 GC-MS/MS 农药分析时间(分钟) 6 GC-MS/MS 的农药总时间(分钟) 576 GC-MS/MS 运行时间(分钟) 864 化合物分析种类 残留溶剂 化合物数量(CA) 21 分析时间(分钟) 19 分析/天 45 收益/样品 $75 收益/天 $3，411 年利润(365天)-溶剂 $1，244，842 年利润·农药和溶剂 $4，447，717 本文由美国岛津科学仪器有限公司提供。 值得注意的是，在某些仪器中，大麻类化合物的分析数量并不与之相同。例如，如果每天分析96种农药(表1)(即占总大麻分析的15%)，加上6%的残留溶剂时间，则为保持比例，每天必须分析38种残留溶剂，因为 96x(6/15)=38。表2显示每天以以分析45种残留溶剂，超过了要求的38种。同时表明 LC-MS/MS 和GC-MS/MS 组合使用可提供更好的 ROI。 结论 从表面上看，使用单一的 LC-MS/MS 仪器分析单类化合物(即农药)可以提供最佳的投资回报率。但实际却是，LC-MS/MS 和 GC-MS/MS 联用能够提供单类化合物分析的最优投资回报率，因为这种双仪器法可实现同步分析，每年可带来高达300多万美元的收益。此外，在 GC-MS/MS 运行时，还可用于其他化合物(如残留溶剂)，每年可额外收入100万美元。与单仪器序列方法相比，双仪器同步方法可以带来高达400万美元的收益。LC-MS/MS 是大麻实验室中最昂贵的仪器，同时也具有最高的单位样品收益，因此每天必须分析尽可能多的样品，实现最高通量，以获得最佳投资回报率。还应注意，在使用双仪器法进行LC-MS/MS 农药分析过程中，也对黄曲霉毒素B1、B2、 G1、G2和霉菌毒素赭曲霉毒素A进行了分析。 Bob Clifford 是岛津科学仪器有限公司的总经理，可以通过rhclifford@shimadzu.com，或访问] www.GrowYourLab.com 与他联系 ( 岛津企业管理(中国)有限公司 岛津(香港)有限公司 ) ( 免责声明： ) ( *本资料未经许可不得擅自修改、转载、销售； ) ( *本资料中的所有信息仅供参考， 不 予任何保证。 ) ( 如有变动，恕不另行通知。 ) 从表面上看，使用单一的 LC-MS/MS 仪器分析单类化合物（即农药）可以提供非常好的投资回报率。但实际却是，LC-MS/MS 和 GC-MS/MS 联用能够提供单类化合物分析的非常高的投资回报率，因为这种双仪器法可实现同步分析，每年可带来高达300多万美元的收益。此外，在 GC-MS/MS 运行时，还可用于其他化合物（如残留溶剂），每年可额外收入100万美元。与单仪器序列方法相比，双仪器同步方法可以带来高达400万美元的收益。