婴幼儿食品中农药残留的鉴定

婴幼儿食品中农药残留的鉴定 
James Morphet Peter Hancock 

沃特世公司,曼彻斯特,英国

目标

利用沃特世 超高效液相色谱 ( UPLC ® ) 系统的强大功能与 Xevo™ TQ 质谱的快速采集速度相结合,用于快速鉴定婴幼儿食品中的农药残留。

简介

随着世界人口的增加,满足居民日益增长的食品需求显得日趋重要。消费需求量的增长致使农民更多地使用农药,以增加产量及使得其生产经营更有效。农药使用量的增加与非法使用,加上落后的农业水平,使得农药与其代谢物残留在食品中,严重危害人体健康。

许多国家有着严格的农药使用法规,立法机构对食品中的农药最高残留量 1 ( MRLs )进行 规定,要求使用灵敏、有选择性且可靠的分析技术进行分析。欧盟婴幼儿食品规范( 2003/13/EC 2 )包含一系列 GC 与 LC 可检测的农药,此类禁用农药在婴幼儿食品中的最高含量不得超过 0.003 mg/kg ,或不得超过 0.004 - 0.008 mg/kg 的限量。该规范被认为是目前法规中最严格的。

为达到检测限要求,需要开发针对复杂基质的通用样品制备技术,还需提高样品通量,这是食品安全检测实验室当今要面对的挑战。通过单个仪器使用一个多残留检测方法,消除了改变方法参数的需要,从而显著提高实验室的投资回报率。对于实验室来说,经常需要分析大量不同法规要求的农残。


这篇应用文献描述了一个快速分析水果和肉类婴幼儿食品中农药残留的解决方案,该方法能够超出目前欧盟与国际法规的限量要求。

试验

这个多残留检测法使用了 DisQuE™ ( QuEChERS 类分散固相提取 ) 提取方法,如下所述:

提取步骤: 3

1. 向 50 mL DisQuE 提取管中加入 15g 婴儿食品匀浆,再加入 15 mL 1% 的乙酸 / 乙腈。
2. 振荡 1 分钟充分混匀,使用 > 1500 rcf 离心 1 分钟。
3. 吸取 1 mL 上述 乙腈提取液至 2 mL DisQuE 清除管
4. 振荡 30 秒, > 1500 rcf 离心 1 分钟。
5. 吸取 100 μL 最终提取液至进样瓶,加入 900 μL 水稀释混匀,然后混匀。

LC 参数条件

LC 系统 :

ACQUITY UPLC ® 系统

色谱柱 :

ACQUITY UPLC BEH C 18 色谱柱, 2.1 x 50 mm , 1.7 μm

柱温 :

40 ˚C

样品室温度 :

4 ˚C

流速 :

0.7 mL/min

流动相 A :

水 + 0.1% 甲酸

流动相 B :

甲醇 + 0.1% 甲酸

梯度 :

0.00 分钟

99% A

 

5.00 分钟

1% A

 

6.00 分钟

1% A

 

6.10 分钟

99% A

 

8.00 分钟

99% A

弱洗溶液 :

水 + 0.1% 甲酸

强洗溶液 :

甲醇 + 0.1% 甲酸

总运行时间 :

8 分钟

进样体积 :

50 μL , 满环进样

MS 参数条件

MS 系统 :

Xevo TQ MS

离子化模式 :

ESI +

毛细管电压 :

0.6 kV

去溶剂气 :

氮气 , 1000 L /Hr , 400 ˚C

锥孔气 :

氮气 , 25 L /Hr

源温度 :

120 ˚C

采样 :

多反应监测 ( MRM )

碰撞气 :

氩气: 3.5 x 10 -3 mBar

详细 MS 参数请参阅文末的附录 1 。

Quanpedia :数据库与方法创建工具

方法创建整合了 Quanpedia™ 的使用 ,该数据库可用定量 LC/MS 方法信息进行搜索,并可根据用户信息进行更新。

图一: Quanpedia 是简便易行的方法创建工具与 MS 数据库。

Quanpedia 的数据录入的相关信息包括化合物名称、最优 SIR/MRM 采集方法参数、可接受的确认离子比,适当的 LC 方法以及预计峰保留时间。对于第一次需要得到高质量结果的快速、多用户环境, Quanpedia 可提供一个简便方法快速创建完整的 LC/MS 数据与采集方法。

采集与处理方法

通过 沃特世 MassLynx™4.1 版软件采集上述数据。 IntelliStart TM 软件整合在 MassLynx 之中,可自动优化样品的 MS 参数,同时监测 MS 系统的健康度,可减少高强度操作下故障处理与维护时间。

结果与讨论

婴幼儿食品中农药残留分析方法结合使用 ACQUITY UPLC 系统与 Xevo TQ MS 系统:超高效液相色谱连接串联四极质谱 ( UPLC/MS/MS ) 在 MRM 模式下运行,该串联四极质谱提供高效选择性的检测技术,是实验室所需技术的不二之选。 4

串联四极质谱 ( Xevo TQ MS 系统 )提供的选择性 ,相对单四极质谱更显优势,能够更可靠地对共洗脱物进行定性和定量。图二为丰索磷与 特丁磷在 3.32 分钟共洗脱的情况,所有的驻留时间经过优化后使得每个峰都有约 12 个数据点。

上述数据通过 TargetLynx™ 应用管理程序处理,该 MassLynx 定量软件包可自动处理和报告定量数据,并包括用户规定限量或法规限量要求一定范围内的样品确认检查。

图二: 1ng/mL 水溶液一针进样得到的 17 种农药残留色谱图

QCMonitor :实现质控自动化

QCMonitor™ 可自动进行实时定量数据质量监测,以确定进样是否满足用户规定的容许量。 QCMonitor 可自动决定是否继续进样或是否需要更详细的检查,以确保高价值的实验室资源得到充分利用。如校正曲线、 QC 或空白样品未达到允许误差范围值可再次进样,如出现更差情况,该批次可被忽略,跳到其他批次继续进样。对整夜进样而言这一点尤为重要(仪器无人看守)。其电子邮件发送功能可在出现差异时发送邮件,及时地向化学操作员报警。

进行 MRM 的同时可得到高灵敏度的全扫描数据, 能够更加方便地诊断共提取干扰物是否是 QCMonitor 错误报告的源头,这拓展了 LC/MS/MS 分析的空间。 TargetLynx 软件方法编辑器中包括了 QCMonitor ,详见图三。

图三:包括 QCMonitor 在内的详细参数可通过 TargetLynx 软件方法编辑器进行修改。重要参数是:标样校正设置、允许误差值以及在进样未能达到设定标准后可采取的行动。

校正曲线通过不同浓度标样进样后获得,通过权重参数为 1/x 获得了很好的线性关系,详见图四。

以 TargetLynx 作为标准,定量过程比以往更简单,数据浏览器与报告生成器可清晰地指出样品残留量高于最低报告水平。

使用 ACQUITY UPLC 系统与 Xevo TQ MS 系统的优势在于可进行离子比确认,图四与图五是未达到标准要求的 乙拌磷砜的离子比。用户可便捷地操作 TargetLynx 软件方法编辑器,设置每个化合物离子比的范围。以红 / 白方框显示每次进样是否达到允许值,图五显示的进样浓度为 0.7 ng/mL ( 样品浓度 0.007 mg/kg ) ,但定性与定量 MRM 通道离子比 不在分析员设定的误差范围之内。欧盟的离子比确认法规要求对于农残分析是很重要的(见文件 SANCO/2007/3131. 5 )。将鼠标置于红框上会显示问题的详细说明。如图所示,实际离子比不在分析员设定的限度之内。此功能可自动进行计算,使得分析员的实验室工作过程提高工作效率和简化工作流程。

图四 TargetLynx 软件浏览器显示了加工水果类婴儿食品提取物中 0.001 mg/kg 的硫线磷。红框标记为超出可接受限度之外的离子比。

图五:放大显示用户信息, TargetLynx 软件的标记超限离子比结果。

TrendPlot :监测系统长期健康度

TrendPlot™ 工具可提供确认实验室 Xevo TQ MS 系统所产生的高质量、一致性的结果数据。在日常分析操作中,可通过分析特定样品短期批次内与长期批次间的趋势作图,如: 丙线磷 样品趋势图可很容易地发现超限数据,详见图六。

图六: TrendPlot 工具显示了批次内或多批次叠加出现超限数据

结论

我们开发了适用于 LC 检测和确认的快速多残留检测方法,该方法分析加工水果、肉类婴儿食品中的农药残留检测限优于国际法规的要求。

结合使用功能强大的 UPLC 与快速 MS 数据采集技术可进一步提高效率和增加样品通量, ACQUITY UPLC 与 Xevo TQ MS 结合带来的优势(见图七):

■ 提高色谱分离度,缩短分析时间。
■ 结合 MRM 确认功能。
■ 遵照法规要求(如 SANCO )。
■ IntelliStart 技术可降低复杂操作、培训新用户、费时的故障排查和维护等的负担。
■ ACQUITY UPLC 与 Xevo TQ MS 系统结合使用可为任何一个实验室带来最高端的性能。
■ 自动系统设置与质控系统简化入门操作。

图七 ACQUITY UPLC/ Xevo TQ MS 。

沃特世 UPLC/MS/MS 解决 方案为盈利性质的实验室带来的优势在于,它具有极高的效率,可节约分析时间,降低样品重新测试的需求,提高实验室生产力。并可通过减少实验室耗材用量和溶剂消耗来节约成本,支持环保。

UPLC/MS/MS 分析实际食品样品中大量农残的 方法具有高灵敏度,这说明对大范围的食品样品的快速农残分析方法是理想的。

参考文献

1. Commission of the European Communities EC 396/2005, OJ 2005; L70 : 1.
2. Commission of the European Communities EC 2003/13, L41 : 33-36.
3. DisQuE Dispersive Sample Kit Care and Use Manual , P/N 715001888.
4. Leandro CC, Hancock P, Fussell RJ, Keely BJ. J. Chrom A. 2007; 1144 : 161.
5. Method Validation and Quality Control Procedures for Pesticide Residues in Food and Feed. Document No SANCO/2007/3131.

附录 1 : Xevo TQ MS 参数

农药

RT

MRM 迁移

保留时间(s)

圆锥电压(V)

碰撞能(eV)

氧乐果

0.97

214>183
214>155

0.08

16

12 
15

S- 甲基 甲基氧代内吸磷

1.35

247>169
247>109

0.04

18

14
28

S- 甲 砜内吸磷

1.39

263>169
263>121

0.04

20

16
16

乐果

1.79

230>125
230>171

0.10

12

20
14

氧合 丰索磷

2.32

293>237
293>265

0.04

22

18
13

氧合 砜丰索磷

2.39

309>253
309>175

0.04

19

15
25

S- 甲基 甲基氧代内吸磷

2.63

231>89
231>61

0.10

12

12
22

乙拌磷亚砜

2.93

291>185
291>97

0.04

15

13
32

乙拌磷亚砜

2.98

307>97
307>115

0.02

16

28
23

丰索磷

3.10

309>281
309>157

0.02

25

14
24

丰索磷亚砜

3.17

325>269
325>297

0.02

19

15
11

特丁磷砜

3.30

321>171
321>115

0.03

19

11
28

特丁磷砜

3.32

305>187
305>131

0.03

10

11
27

丙线磷

3.68

243>131
243>173

0.10

18

19
14

乙拌磷

4.03

275>89
275>61

0.08

14

10
32

硫线磷

4.09

271>159
271>131

0.02

16

14
22

特丁磷

4.28

289>103
289>233

0.06

12

9
5


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