在农药残留分析中快速应用三四极杆质谱的必要性使用三四极质谱仪在复杂基质中快速分析农药残留

气相色谱-质谱（GCMS）是这一领域广泛使用的一种技术，然而，由于分析过程可能需要数小时才能完成，并且经常需要重复测试，市场不可避免地要求从制备方法和仪器两方面加快速度。随着法规的收紧，仍必须在不损失灵敏度和不影响准确性或再现性的情况下实现此速度。在这里，我们探讨了一些最新的技术，使分析师能够满足这些更高的要求。

农药残留分析和GCMS

食品中农药残留的分析和检测受到高度监管，不断降低检测限。这里的关键挑战在于满足这些严格的强制性要求，同时保持实验室工作成本效益所需的高样本吞吐量，并确保最佳周转时间。

现代杀虫剂在低浓度下的高活性意味着即使是微量的残留也会产生影响，检测这些极低水平的农药成为一个越来越大的挑战。此外，主要农药可能含有意外的污染农药痕迹，需要进一步分析和鉴定。2005年，欧盟一般食品中农药残留最高水平的一般限制为0.01毫克/千克。1

检测水平的降低意味着该行业的分析师越来越多地遇到仪器灵敏度和单个组件分离不足的问题。此外，在这些非常低的水平上对准确性的需要需要绝对严格地消除任何侵入性样本矩阵影响。样品基质本身可能会引起与分析物一起检测到的干扰，如果要实现真正可靠的分析物测量，必须解决这个问题。

周转时间始终是一个挑战，因为实验室面临着快速提供确切数据的压力。使用传统色谱法，可能需要数小时才能以达到可接受定量的足够分辨率的方式分离成分。即使如此，这些分离通常也是不完整的，特别是对于涉及难混合和复杂样品基质的样品。需要进行多次测量和筛选，以确保完全分离，从而进一步延长过程。显然，这在涉及农药残留分析的高通量实验室环境中并不理想，尤其是在可能需要一次性分析100到300种农药的情况下。

加速样品制备和分析的需要进一步加剧了与提高测量灵敏度和解决样品矩阵问题相关的挑战。诸如流行的“QuEChERs”（“快速、简单、廉价、有效、耐用和安全”）程序等方法虽然快速，但会导致最终样品提取物中的背景污染水平较高。真正的挑战在于如何将速度需求与准确性需求结合起来。

应对速度/灵敏度挑战

三重四极杆质谱和多重反应监测

灵敏度支持的速度要求越来越重要，这使得串联质谱（MS/MS）在化合物的光谱分离方面具有理想的能力。对于有机物的超痕量分析（ppb–ppt），三重四极杆质谱（Triple Quadrupole MS）正迅速成为首选方法，其在测定食品中农药残留方面的应用就是一个典型的例子。

使用三重四极杆质谱，从化合物的质谱中选择前体离子。第一个四极对其进行过滤，并允许其通过“第二个四极”，在今天的乐器中是六极或八极。这是一个碰撞电池，在这里，单个离子使用碰撞气体（通常是氩气）进一步破碎。生成的产物离子在“第三方”中进一步分离。使用此技术时，尽可能应用多反应监测（MRM）。在这些情况下，监测一个或两个离子-一个用于定量计算，另一个用于化合物确认。

当多个目标化合物共同洗脱时，四极体和碰撞电池会快速切换电位，从而去除先前生成的离子以防止“串扰”。这对于准确识别和分析农药残留应用所需的关键水平的成分至关重要。现代设备，如岛津高效UF清洗器碰撞单元，每秒可执行600次MRM转换，无串扰。这允许在成分“峰值”通过检测器期间收集最大数量的数据点，从而获得最佳定量精度。

现在还可以使用“快速GC”色谱柱将常规分析时间减少三到四倍。这些色谱柱产生的峰宽要小得多，并且需要比传统色谱柱快三到四倍的数据采样率。图1显示了使用这种列分析跟踪级多溴二苯醚的示例。使用岛津超快（UF）MS检测器结合高级扫描协议（ASSP）进行分析。

虽然用于目标化合物痕量测定的MRM技术产生了极好的结果，但它的缺点是没有提供关于非目标化合物存在的任何额外信息。为此，需要“FullScan”数据。过去，这需要对样本进行第二次分析。然而，现在，现代仪器的超快功能允许MRM和FullScan数据采集在一次运行中完成。

这两组数据都可以在一个数据文件中获得，从而可以对目标化合物进行痕量定量，并对样品中的每种化合物进行自动定性分析。这将所需的分析数量减半，将分析变量降至最低，并大大缩短了完整分析的时间。

图2显示了大鼠尿液中代谢物的MRM/FullScan联合分析示例。

结论

三重四极杆质谱是快速准确分析复杂基质中多种化合物的有力工具。现代高性能仪器在一次快速仪器运行中提供正确的数据，而不是以前所需的几个步骤。同时运行完整扫描和MRM的新增功能，而不是两个单独的程序，为在短时间内进行广泛的分析程序提供了多种机会。

未来，运行复杂分析时对速度的需求将继续变得更加关键，特别是在农药残留检测等动态应用领域。上述技术不仅用于食品测试，还用于测定水、沉积物和土壤中的农药降解副产物。这些新技术和实践在很大程度上满足了多种测试应用的分析速度和灵敏度要求，并将继续支持分析员满足农药残留和其他受控领域日益严格的监管要求。

有关三四极质谱如何改进分析的更多信息，请访问www.shimadzu.com

工具书类

1.2005年2月23日欧洲议会和理事会关于动植物源食品和饲料中农药最大残留量的第396/2005号法规（EC），以及修订理事会指令91/414/EEC