使用微型化 QuEChERS 和 Agilent 7010 三重四极杆气质联用系统优化食品分析

摘要

微型化样品前处理具有许多优势。较少的溶剂用量可以降低溶剂成本，减少浪费。较少的样品量使其易于在实验室中取用、储存和处理。样品量的减少可以节约样品前处理吸附剂的成本，大幅降低使用标记化合物作为内标的成本。样品量较小时可以对复杂的分析物使用更多标记化合物，但如果样品量较大，这样做会产生高昂成本。

我们使用微型化QuEChERS 萃取和Agilent 7010 三重四极杆气质联用系统的超高效离子源分析食品中的农药，可将进样量减少75%。对苹果、胡萝卜和西兰花中的126 种农药进行了研究，其中95% 农药的平均定量限(LOQ) ~10 ng/g。基质进样量低可延长正常运行时间，维持高性能，从而降低维护成本。我们仅使用标准2 μL 进样量的25% 并采用推荐的农药分析方法，分析了浓度小于等于EPA、EU 和日本MRL 阈值0.01 mg/kg (10 ng/g) 的农药，此浓度适用于监测暴露。

前言

用于农药分析的快速、简便、经济、高效、耐用和安全(QuEChERS) 方法由USDA 于2003 年首次提出。后来这种方法经过改进，加入缓冲萃取系统，可以分析较为棘手的农药。AOAC 2007.01 和EN 15662 中规范并采纳了这两种改进方法。概括而言，这种方法采用单步缓冲乙腈萃取，同时用硫酸镁(MgSO4) 从样品中盐析出水以诱导液-液分配。净化采用分散式固相萃取法（分散式 SPE），同时使用吸附剂和MgSO4。

我们分析了苹果、胡萝卜和西兰花，因为它们是美国农业部(USDA) 农产品销售局根据农药数据项目(PDP) 规定的收获测试期间的农产品。EPA、EU 和日本均已制定最大残留限量(MRL)，此限量是确定食品中农药最大允许浓度的安全限值。这些MRL 能够防止非法或过量使用农药，从而保护消费者的身体健康与环境。因此，相关机构会对可能影响消费者安全以及破坏环境的农药进行持续监测，以确保产品的安全性和法规依从性。

许多食品的成分或加工方式使其变得非常复杂，这些食品中可能存在大量的干扰化合物，导致背景干扰增加。GC/MS/MS 经常用于对此类复杂基质中的痕量目标化合物进行筛查、确认与定量分析。串联质谱可以实现选择性离子对监测，因此可以消除或最大限度降低背景干扰。QuEChERS 样品前处理方法从这些复杂基质中萃取化合物，但不会彻底去除所有干扰基质。因此需要其他技术辅助除去分析系统中的污染物。例如，气相色谱柱的反吹功能可以确保基质中的高沸点化合物不会流经色谱柱，减少色谱柱流失。反吹功能还可以消除鬼峰，将质谱仪的污染降至最低。改善离子源内离子化（超高效离子化）等其他技术，可以在更低的进样量下保持对目标分析物的高灵敏度。

QuEChERS 方法基于10 或15 g 的均质代表性食品样品。改用较小样品量具有众多优势，表现在样品更便于处理、溶剂和标记标样用量减少，以及需要的储存空间更少。在本应用简报中，我们研究了按比例减量的QuEChERS萃取方法。样品、溶剂和盐可以按比例减少，同时保持样品/溶剂/盐的比例与经过验证的QuEChERS 方法中规定的相同。因此，我们预期回收率或分析结果不会受到负面影响。微型化QuEChERS 方法与Agilent 7010 三重四极杆气质联用系统的超高效离子源相结合，可大大减少达到推荐检测限(LOD) 和减少基质效应所需的进样量，并降低样品前处理成本。

结论

微型化QuEChERS 萃取方法可以将样品前处理成本降低 80%，减少溶剂用量和浪费，同时降低内标用量。样品、溶剂和盐的比例保持不变，因此1 g/mL 样品萃取物仍获得了符合预期的出色结果。超高效离子源可以减少气相色谱衬管更换频率，增加进样次数，从而降低样品成本。结合现有的分析方法、超高效离子源（仅需之前进样量的 25%）和微型化QuEChERS，可在10 ng/g 的默认阈值更低浓度下对苹果、胡萝卜和西兰花中95% 的农药残留进行定量分析。