主题：【原创】【“特色”应用方法】QuEChERS-气相质谱法快速葡萄酒和葡萄中多农药残留

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发表于：2012/12/31 17:30:31 楼主管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

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“良好的开始，成功了一半”农药残留最新样品快速前处理技术应用及基体干扰解决方案

一、“选择比勤奋更重要“— 研究背景

天津博纳艾杰尔提供给我们用户一个互相交流提高的机会，当然关键还是份大奖引起我们投稿热情，下面我结合工作经历，给各位版友介绍一种农药残留最新前处理方法及自己研究的经历和解决的方案，希望和开展农药残留的各位大侠互相学习提高，当然也希望得到各位大侠的支持哦!

第一问？如何做好分析方法（尤其是农残兽药残留）研究工作呢？及方法研究的关键环节是什么？

我刚上研究生时，看到哪些价值百万的国外进口仪器（HPLC-MS,GC-MS,ICP-MS，ICP-AES等），内心特别激动-心里想我要把这些仪器都会使用，那么我分析方法水平就很高了，《我最欣赏的学生不是会这些高端仪器，而是做好样品前处理》导师的一句话，令我难以理解，工作多年后，图1告诉我分析方法（尤其是农残兽药残留）研究工作最重要的是样品前处理。

第二问？操作繁琐、成本高的农药残留常规前处理令我的工作没有热情，有没有简单、快速、成本低、污染少的方法能够解脱呢？

2010年我开展农药残留的分析方法的研究工作，按照国标采用固相萃取法进行大量农产品中农药残留的筛查，大量的样品、繁琐的样品前处理、让我不仅不仅筋疲力尽，呼吸着有机试剂。最后通过查阅文献，当我看到分散固相萃取法（QuEChERS），让我有一种“忽如一夜春风来，千树万树梨花开”感觉，人生的选择很重要，比勤奋更具有意义，样品前处理的选择同样很重要，你选择了QuEChER，你就开启了“Quick Easy Cheap Effective Rugged Safe”，幸福之门!

下面向各位给介绍一下我选择博纳艾杰尔公司Cleanert PSA吸附剂、Cleanert ODS C18吸附剂、石墨炭黑吸附剂（GBC）：Cleanert PestiCarb，三种组合吸附剂，开展分散固相萃取法（QuEChERS）在葡萄、葡萄酒样品中多农残同时测定方法研究，通过对消除基体干扰几个方法比较研究，测定回收率、重复性结果良好，该方法简单、快速、成本低，建议从事农药残留的各位版友，选择尝试（QuEChERS）法，提高工作效率.

二、“QuEChERS 庐山真面目“实验方法

2.1 葡萄酒样品制备：

量取5ml酒样(4℃冰箱中，预冷)到10mL离心管中，加入100ul内标TPP（10mg/L，乙腈配制）和2.4ml乙腈，萃取2min，再加入2g无水硫酸镁，0.5g氯化钠，振荡0.5min，离心5min。取上层有机相1ml，加
50mgPSA，50mgODS，50mg GBC ,150mg无水硫酸镁和300μL甲苯，涡旋混匀2min，离心4min，过膜（有机膜，0.22μm）后进样。

2.2 葡萄样品制备
称取30g葡萄（4℃冰箱中，预冷），取果皮到10mL离心管中，其它同3.1

2.3、色谱与质谱条件
色谱柱: DB-1701毛细管柱(30 m×0.25mm×0.25μm ) ；柱温采用程序升温：40℃保持1 min，以30℃/min升高到130 ℃，再以5℃/min 升高到250 ℃再以10℃/min 升高到 280 ℃，进样口温度 280 ℃，离子源：EI源，离子源温度230 ℃，传输线温度280℃，电子轰击电压70eV，载气：氦气，纯度大于 99.999%，流速：1.2 mL/min, 不分流，1.5min后开阀，进样体积1 μL。色谱图见图4
选择离子监测模式（SIM），每种农药的保留时间、定量离子、定性离子附录2

图4 22种混合农药标品与内标的总离子流谱图（1.0mg/L）

三“通往幸福的路途，总有带刺的玫瑰“—实验过程

第一问？为什么我的回收率结果如此“令人伤心”
当我收到博纳艾杰尔公司Cleanert PSA、Cleanert ODS C18、GBC：三种组合吸附剂产品时，看了几篇文献后自认为已经掌握QuEChER法，就满怀喜悦的匆忙开展实验，开始实验的回收率接近200%（如甲拌磷、六六六等），而有的却低于50%（百菌清、氯氰菊酯等）结果实在是“令人失望”，开始怀疑标品加错了，或是操作失误，重复做了几次后结果还是如此真“令人悲伤”。难道是国产的产品不如国外？

查阅QuEChERS了大量文献，结合自己的实验结果得出如下影响因素：（1）农药的回收很容易受PH的影响（2）加入无水硫酸镁会放热，影响热不稳定性农药（3）基体效应会农药测定信号产生增强或减弱的情况，造成回收率偏高或偏低（4）GBC会吸附部分农药，造成回收率低。我真正体会到“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”的含义

第二问？怎么会产生基体干扰？遇到它我该怎么办？

经常从事HPLC的方法研究的人员，基本不会遇到基体效应的困扰，但是如果从事农药残留分析GC，GC-MS法时，需要引起你的重视

农药组分在气相色谱进样口附近会产生吸附，造成农药峰面积的降低。而样品基质会与农药竞争进样口的活性位点，起到了一个增强峰的作用，造成回收率的偏高现象。一般采用分析保护剂或基质匹配方法来降低吸附。实验对比了纯溶剂、基质匹配和分析保护剂的的效果见图5。

图5：纯溶剂、基质匹配标准溶液和添加最优浓度保护剂PEG-橄榄油的农药峰面积对比。

结果表明，对加保护剂（PEG300与橄榄油）和基质匹配的峰面积大于纯溶剂的，两种方法都有一定的消除干扰作用；对于二嗪农和菊酯类农药，分析保护剂的效果略优于基质匹配，但是对于甲拌磷、嘧霉胺、七氯和甲基毒死蜱，基质匹配的效果大大优于分析保护剂，故本实验选用基质匹配法减少基质效应对峰面积的影响。

第三问？石墨化炭黑（GBC）吸附部分农药，但该农药比较重要，我该怎么办？

GCB是强吸附剂，对于色素有很强的吸附作用，另外含苯环的有机物也有一定的吸附,会造成某些农药组分的损失。分散剂的合理选择与组合对于样品的净化很重要，去除杂质的同时还要注意用量，以免造成分析物农药的吸附损失。由于葡萄和葡萄酒样品色素含量较高，使用GCB时可加入适量甲苯减少其对嘧霉胺等部分农药的吸附，提高回收率见图6。

图6：加入甲苯减少GCB对部分农药的吸附。

四、“当幸福来敲门”实验结果方法回收率验证

进行了方法的回收率和重复性实验，采用基质匹配可以降低基质对农药峰的增强所造成的误差。加标实验的3个水平分别为0.1mg/L、0.2mg/L和0.3mg/L，大多数农药组分的回收率在70%~130%之间，重复性RSD%小于15%，满足农药残留分析方法的要求，个别农药回收率较低，可能是由于农药自身的性质在前处理过程中有分解。

表1 各个农药组分的回收率

农药	葡萄酒wine			葡萄grape
pesticides	0.1mg/L	0.2mg/L	0.3mg/L	0.1mg/L	0.3mg/L	0.4mg/L
甲拌磷Phorate	124.40	99.78	117.96	74.27	83.33	81.03
a-六六六 a-Lindane	107.80	95.33	98.52	70.01	74.83	78.77
二嗪农Diazinon	106.25	109.38	106.05	69.13	72.75	74.17
嘧霉胺Pyrimethanil	89.44	58.61	77.48	76.83	70.67	74.10
七氯Heptachlor	114.28	83.65	93.86	79.50	62.25	62.44
甲基毒死蜱chlorpyrifosmethyl	105.54	93.65	94.44	73.72	66.05	66.45
百菌清Chlorothalonil	77.11	72.44	69.84	66.03	64.59	67.37
甲霜灵Metalaxyl	119.67	97.97	104.76	91.93	73.14	90.47
毒死蜱Chlorpyrifos	84.54	85.43	69.00	86.10	74.34	77.23
甲基对硫磷Methyl-Parathion	125.74	108.40	104.84	117.00	95.21	74.95
倍硫磷Phenthion	107.59	78.97	103.06	79.52	72.47	90.72
马拉硫磷Malathion	132.85	106.18	118.15	93.89	78.23	81.27
对硫磷Parathion	96.53	89.10	93.49	72.98	81.94	85.36
喹硫磷Quinalphos	100.53	108.86	106.94	85.75	72.03	75.58
水胺硫磷Isocarbophos	120.55	106.77	125.51	102.68	76.09	77.76
灭菌丹Folpet	118.55	86.27	102.66	116.36	83.50	70.20
杀扑硫磷Medathion	125.30	86.10	124.33	93.64	73.02	68.97
三唑磷Triazophos	98.45	72.23	100.61	110.89	77.52	76.42
伏杀硫磷Phosalone	87.46	78.60	73.99	126.25	78.15	68.64
哒螨灵Pyridaben	104.11	91.59	98.88	140.26	81.32	77.71
氰戊菊酯Fenvalerate	95.22	78.39	84.45	130.08	73.92	71.96
氯氰菊酯Cypermethrin	100.09	88.53	70.95	154.07	72.13	66.76

五、“小试剂解决大问题”分析保护剂，在甲胺磷测定中的妙用。

甲胺磷令人头疼的：你是否遇到过（1）换了新衬管，新的进样垫、去掉了玻璃棉、进了高浓度的甲胺磷标准还是不出峰，在使用甲胺磷是否常常遇到不出峰？（2）新GC-MS测定过几次甲胺磷后，峰面积越来越低？但我到一家企业帮助他们做农产品中甲胺磷的测定，就遇到了上面的问题。

解决方法

甲胺磷(5ppm)溶解在乙腈体系中，直接进样测定，没有出峰见图7，甲胺磷(0.5ppm)溶解在乙腈体系中,加入保护剂出峰良好见图8 ，解决了GC-MS仪器系统吸附甲胺磷的问题。

六、结论

采用QuEChERS法的优势及基体干扰的消除：

（1） 采用博纳艾杰尔公司的三个Cleanert PSA吸附剂、Cleanert ODS C18吸附剂、石墨炭黑吸附剂（GBC）：Cleanert PestiCarb，三种组合吸附剂，在葡萄及葡萄酒中多农药残留测定中取得良好的效果，该产品性价比高，因此特此推荐，提倡“低碳实验”、支持我们国产品牌的发展壮大。

（2）食品中农药残留的常规检测方法用SPE法进行样品前处理，一般需要2-4小时，成本高20-40元/样品。

（3） QuEChERS法具有：1）样品处理方法快，能在30min 内完成6个样品的处理；(低成本（小于5元/样品），是农药残留快速检测方法的趋势2）可分析的农药范围广，包括极性、非极性的农药种类均能利用此技术得到较好的回收率；3）操作简便，无需良好训练和较高技能便可很好地，乙腈加到容器后立即密封，使其与工作人员的接触机会减少。
（4） 基体干扰的解决方案

（1）采用空白的基体，进行基体匹配消除干扰。

（2）采用加入基体保护剂，消除干扰。

附录1

本人分析方法研究中使用过的博纳艾杰尔公司，我们首先选择国产品牌，持我们国产品牌的发展壮大。

（1）食品中赭曲霉毒A的研究。（MPC18 液相色谱柱，PAX-SPE），

（2）黄酒中18种氨基酸的测定（AA C18 液相色谱柱）。

（3） Cleanert PSA吸附剂、Cleanert ODS C18吸附剂、石墨炭黑吸附剂（GBC）：食品中农药残留测定，（用完了所以没有拍成图片。）

附录2

图1 中各色谱峰的名称农药的分子量、定量离子等定量信息

序号 No.	农药 Pesticides	保留时间 R_t	分子质量 Mw	特征离子 Quantification Ions
序号 No.	农药 Pesticides	保留时间 R_t	分子质量 Mw	1	2	3
1	甲拌磷Phorate	16.153	260.38	260	121	231
2	α-六六六α-Lindane	16.875	290	219	183	221
3	二嗪农Diazinon	17.917	304.35	304	179	137
4	嘧霉胺Pyrimethanil	18.11	119.25	198	199	200
5	七氯Heptachlor	19.217	288	100	272	237
6	甲基毒死蜱chlorpyrifosmethyl	20.233	322.53	286	288	197
7	百菌清Chlorothalonil	21.207	265.91	266	264	268
8	甲霜灵Metalaxyl	21.725	279.33	206	249	234
9	毒死蜱Chlorpyrifos	21.817	350.59	314	258	286
10	甲基对硫磷Methyl-Parathion	21.967	263.21	263	233	246
11	倍硫磷Phenthion	22.483	278.33	278	169	153
12	马拉硫磷Malathion	22.658	330.36	173	158	143
13	对硫磷Parathion	23.492	291.26	291	186	235
14	喹硫磷Quinalphos	24.1	298.3	146	298	157
15	水胺硫磷Isocarbophos	24.2	289.29	136	230	289
16	灭菌丹Folpet	25.077	296.66	260	104	297
17	杀扑硫磷Medathion	25.658	302.33	145	157	302
18	三唑磷Triazophos	29.483	313.31	161	172	257
19	磷酸三苯酯（内标）TPP（IS）	29.76	326.28	326	325	77
20	伏杀硫磷Phosalone	32.45	367.81	182	367	154
21	哒螨灵Pyridaben	33.258	364.93	147	117	364
22	氰戊菊酯Fenvalerate	36.187	419.9	167	225	419
22	氰戊菊酯Fenvalerate	36.453	419.9	167	225	419
23	氯氰菊酯Cypermethrin	38.467	416.3	181	152	180