农药残留分析的GCMS解决方案

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微型固相萃取-大体积进样-气质联用法分析盐酸克伦特罗残留的解决方案
上海舜宇恒平科学仪器有限公司
1 概述
盐酸克伦特罗俗名瘦肉精,是一种β-兴奋剂(β-agonist)的药物,它能加强脂肪的分解,促进蛋白质合成,提高瘦肉率,被作为饲料添加剂应用到畜禽生产中。

但是由于盐酸克伦特罗用量大、使用时间长、代谢慢,所以在动物体内的残留量很大,导致了严重的食品安全问题,许多国家已经禁止在畜禽生产中使用。

然而为了追逐经济效益,盐酸克伦特罗仍被不法添加到饲料中,因此建立一种快速、灵敏、准确、简便的检测方法是非常必要的。

GC与MS联用同时具有GC的高效分离和MS的精确鉴定等特点,而且具有很好的检测灵敏度,已经作为我国检测盐酸克伦特罗的确证性方法。

但由于样品的基质复杂,净化步骤显得尤为重要。

另外,盐酸克伦特罗不能直接在GC上进行分析,衍生化成为必不可少的步骤,GB/T5009.192-2003与NY/T 468-2006以及农业部1025号公告-16-2008中的方法均为样品衍生后再进行GC-MS 分析。

这些步骤增加了检测的繁琐程度,也对操作人员提出了更高的技术要求。

微型固相萃取-大体积进样-气质联用法采用微型固相萃取柱作为样品的净化方法,大大提高了净化效率;大体积进样器除了增大进样体积以提高检测灵敏度外,还可在胃袋式衬管中直接进行衍生化,避免人为操作的误差;高性能气质联用仪具有优秀的检出灵敏度和可靠的稳定性,保证实验结果的精准可靠。

本方案具有以下特点:
1)样品处理及检测方法符合国家标准的要求
采用BSTFA衍生,再由GC/MS分析检测的方法,完全符合GB/T5009.192-2003与NY/T 468-2006以及农业部1025号公告-16-2008的要求。

2)简化前处理流程,增强样品处理能力,提高分析效率
微型固相萃取柱净化样品,在保证净化效果的同时减少了溶剂用量,省去浓缩步骤,操作更为简单;多个样品可同时处理,大大提高了前处理的效率。

3)衍生过程自动化、简单化,减少人为操作的影响
大体积进样器配置“胃袋式”衬管,具备衍生进样模式,实现大体积进样的同时将繁琐的衍生过程完成,减少人为操作衍生过程的影响,保证结果的重现性。

4)进一步提升检测灵敏度,即使痕量的目标物亦可检测
LVI-S200大体积进样器采用“胃袋式”衬管,进样量最大可达200µl,将检出灵敏度提高10~100倍。

5)保证分析结果的稳定性和可靠性,提高结果置信度
JMS-Q1000GC气质联用仪采用大型高精度四极杆和高抽速涡轮分子泵,在保证仪器优秀灵敏度和高分辨率的同时,更可长时间稳定工作,获得可靠的分析结果。

2 解决方案
微型固相萃取-大体积进样-气质联用法分析盐酸克伦特罗残留的解决方案主要包括两个部分:微型固相萃取净化以及大体积进样-气质联用分析检测。

样品的提取根据基质的不同存在一定的差异,可参考GB/T5009.192-2003与NY/T 468-2006以及农业部1025号公告-16-2008中的提取方法。

微型固相萃取净化部分:
固相萃取(SPE)是一种已广泛应用于农残检测样品前处理的成熟技术,而微型SPE是对常规SPE技术的一个提升,在保证净化效果的同时减少了溶剂用量,省去浓缩步骤,而且操作更为简单,大大提高了前处理的效率。

AiSTI公司生产的SAIKA-SPE柱是一种微型SPE柱,与传统的固相萃取柱相比,净化效果进一步提高。

SAIKA-SPE柱的流线型构造确保样品和溶液能够顺畅流入;空气吸引和挤压干燥法能快速去除溶剂;注射器能直接连接,使用方便;由于使用的溶剂量少,更节约处理时间。

微型SPE柱微型SPE柱连接注射器
大体积进样-气质联用分析检测部分:
大体积进样(LVI)是气相色谱进样方式的一种,进样量与常规进样方式相比,可提高几十倍到几百倍,进一步降低了检测限,即使痕量的盐酸克伦特罗也可检测分析。

AISTI公司的LVI-S200大体积进样器采用了专利的“胃袋式”衬管,在实现大体积进样的同时,可实现衍生化操作。

用程序升温方式,先在较低温度下对注入衬管的样品溶液及衍生试剂进行衍生反应,待反应完成后,利用溶剂放空控制装置,吹扫出溶剂,避免了大量溶剂进入色谱柱而引起色谱柱过载的不利影响,再迅速升高温度将衍生物质气化进入气相色谱毛细管柱进行分析,最后在高温下除去样品中可能含有的高沸点杂质。

与常规进样方式相比,不仅可获得更高的灵敏度,同时完成了衍生操作。

JEOL公司的JMS-Q1000GC气质联用仪采用大型高精度四极杆和高抽速涡轮分子泵,在保证仪器优秀灵敏度和高分辨率的同时,更可长时间稳定工作,获得可靠的分析结果。

真空系统是决定质谱性能的主要因素,真空度的好坏决定了仪器的灵敏度和稳定性。

JMS-Q1000GC气质联用仪配置了400L/s的高抽速涡轮分子泵,采用差动抽气方式,使离子源和四极杆都处于良好的高真空环境中。

此外,附加的氦气吹扫气流,可带走腔体中难以抽走的成分,进一步保证了仪器快速达到并长期保持稳定的高真空环境。

由于采用了经典的金属四极杆,使得JMS-Q1000GC在标准谱库检索定性中具有很好的匹配度,对于盐酸克伦特罗的定性确证分析十分有利。

另外,JMS-Q1000GC气质联用仪独有的四极杆温度控制部件,可精确控制四极杆温度的稳定性,避免射频电压高速变化对四极杆温度的影响,保证分析结果的稳定性。

本方案采用JMS-Q1000GC气质联用仪配合LVI-S200大体积进样器,不仅大大提高了GC-MS的检测灵敏度,更简化了衍生过程,避免了人为操作的影响,保证实验结果的稳定可靠。

下表对LVI-GC-MS方法与常规GC-MS方法进行了比较。

3 仪器配置
4 技术指标
●LVI-S200大体积进样器
进样方式:分流/不分流进样、程序升温进样、大体积进样、衍生化进样进样量:1~200µl
温度范围:40~300℃
最大升温速率:150℃/min
降温速率:300℃→50℃/3min
●JMS-Q1000GC气质联用仪
EI源温度:100~300℃
质量分析器:带预四极和后四极的双曲面四极杆
质量范围:m/z 1.5~1022
分辨率:3M(≥2000,PFTBA,m/z614 FWHM)
灵敏度:EI(Scan) 1pg八氟萘,对于m/z272离子,S/N≥180(RMS)
EI(SIM) 0.1pg八氟萘,对于m/z272离子,S/N≥120(RMS)检测器:二次电子倍增器
动态范围:1.6×107
泵系统:涡轮分子泵400L/s(分流型)
机械泵80L/min,100 L/min(50/60 Hz)
柱箱温度:室温+5℃~500℃
升温速率:0.1~140℃/min
程序升温控制:25阶/26平台
气路控制:数字流量控制(Digital Flow Control,DFC)载气控制模式:恒定流速、恒定压力、恒定线速度。