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快速SPE—UPLC—MS/MS同時(shí)測定茶葉中的5種農(nóng)藥殘留

2014-11-22 16:45:50王多嬌等
江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2014年10期
關(guān)鍵詞:質(zhì)譜法串聯(lián)乙腈

王多嬌等

摘要:建立了同時(shí)快速分析茶葉中5種農(nóng)藥殘留的方法。茶葉經(jīng)粉碎后,乙腈提取,低溫離心后,取乙腈層過Cleanert NANO CARB凈化柱,采用超高壓液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法分離、測定。結(jié)果表明滅多威、多菌靈、噻蟲嗪、吡蟲啉在2~50 μg/L、殺螟丹在10~200 μg/L范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系,不同濃度(1、2、5、10倍定量限濃度)回收率為82.9%~106.0%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=5)小于15%,滅多威、多菌靈、噻蟲嗪、吡蟲啉和殺螟丹的定量限分別為3.0、10、5.0、5.0、20.0 μg/kg 。本方法簡便、快速、重現(xiàn)性好,適用于茶葉中多種農(nóng)藥殘留的測定。

關(guān)鍵詞:茶葉;農(nóng)藥殘留;Cleanert NANO CARB固相萃取柱;超高壓液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜;前處理

中圖分類號: TS207.5+3文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A文章編號:1002-1302(2014)10-0280-03

收稿日期:2014-06-11

基金項(xiàng)目:江蘇省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局資助項(xiàng)目(編號:KJ112505)。

作者簡介:王多嬌(1985—),女,江蘇豐縣人,碩士,助理工程師,主要從事食品安全檢測。E-mail:dodocpu@163.com。

通信作者:顏春榮,碩士,工程師,主要從事食品安全檢測技術(shù)研究。E-mail: chryan2@hotmail.com。茶葉是我國的傳統(tǒng)飲料,但是農(nóng)藥殘留問題影響了人們對茶葉的消費(fèi)信心,甚至阻礙了茶葉出口貿(mào)易,研究茶葉中農(nóng)藥殘留檢測方法對于茶葉質(zhì)量安全具有重要意義。目前,茶葉中農(nóng)藥殘留的分析檢測方法主要有氣相色譜法[1]、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法[2-5]、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法[6-9],氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法僅在應(yīng)用于有機(jī)氯的分析時(shí)相對于液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法有一定的優(yōu)勢[10],且氣相色譜法分析周期較長,而液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法具有靈敏度高、特異性強(qiáng)、適于高通量檢測的特點(diǎn)。樣品的前處理方法主要有基質(zhì)固相分散法[2,9]、凝膠色譜凈化[3]、有機(jī)溶劑提取或采用有機(jī)溶劑提取后經(jīng)固相萃取小柱凈化[1,4,7] 等。凝膠色譜凈化法主要用于去除大分子量的物質(zhì)如油脂、蛋白等,前處理時(shí)間較長、溶劑消耗量大,在茶葉的農(nóng)殘分析中應(yīng)用不多;固相萃取法中,常用的小柱主要有石墨化碳柱、石墨化碳氨基復(fù)合柱或Cleanert TPT茶葉專用柱,需要經(jīng)過活化、上樣、淋洗和洗脫的步驟,方法較繁瑣、回收率相對較低;基質(zhì)固相分散法具有快速、簡便的特點(diǎn),回收率較高,但過濾頭式SPE柱前處理更為簡單。本研究采用過濾頭式SPE柱,結(jié)合超高效液相色譜的快速和串聯(lián)質(zhì)譜的高靈敏度特點(diǎn),建立了同時(shí)測定茶葉中滅多威、多菌靈、噻蟲嗪、吡蟲啉和殺螟丹的方法,方法具有簡便、快速的特點(diǎn),易于推廣使用。

1材料與方法

1.1材料、試劑與儀器

市售茶葉。

滅多威(純度98.0%)、吡蟲啉(純度99.0%)、多菌靈(純度99.5%)、殺螟丹(純度98.0%)、噻蟲嗪(純度985%)標(biāo)準(zhǔn)品,購于Dr. Ehrenstorfer公司;乙腈為色譜純,冰醋酸為分析純,水為超純水;1 mL過濾頭式SPE柱(IC-NN1510-C 型, 天津博納艾杰爾科技有限公司)。

Agilent Technologies 1290 Series超高壓液相色譜系統(tǒng) (美國安捷倫科技有限公司),AB API 4000 plus串聯(lián)四極桿質(zhì)量分析儀 (美國AB SCIEX公司);Milli-Q純水儀 (美國Millipore公司);ZD-2型調(diào)速多用振蕩器 (江蘇省金壇市國勝實(shí)驗(yàn)儀器廠)。

1.2方法

1.2.1樣品前處理稱取100 g茶葉,用粉碎機(jī)粉碎,四分法取樣,精確稱取5.00 g左右茶葉粉末于50 mL離心管中, 加10 mL水潤濕,準(zhǔn)確加入10 mL含1%冰醋酸的乙腈溶液、2 g氯化鈉,渦旋3 min,在4 ℃下10 000 r/min冷凍離心 10 min,取上層清液1 mL用注射器推入Cleanert NANO CARB凈化柱,流出的凈化液用進(jìn)樣小瓶收集,供LC-MS/MS 分析測定。

1.2.2色譜條件色譜柱: Agilent Eclipse plus C18(2.1 mm×100 mm,粒徑1.8 μm);流動(dòng)相:組分A為0.1%甲酸水溶液,組分B是乙腈,梯度洗脫,0→1.0 min(98% A)→2.0 min(80% A)→4.0 min(30% A)→ 4.1 min(98% A) →6.0 min(98% A);流速:0.2 mL/min;柱溫:25 ℃;進(jìn)樣量:10 μL。

1.2.3質(zhì)譜條件離子源:電噴霧離子源(ESI);掃描方式:正離子掃描;檢測方式:MRM模式;噴霧電壓:5 500 V;離子源溫度:600 ℃;碰撞氣壓力:0.082 8 MPa;霧化氣壓力:0.448 MPa;氣簾氣壓力:0.082 8 MPa;輔助氣壓力:0.345 MPa;5種農(nóng)藥殘留的質(zhì)譜分析參數(shù)見表1。

2結(jié)果與分析

2.1樣品前處理方法的優(yōu)化

多菌靈、吡蟲啉、噻蟲嗪、滅多威及殺螟丹這幾種農(nóng)藥在乙腈中溶解性均較好,因而選擇乙腈作為提取溶劑。茶葉基質(zhì)較干,加水潤濕,可以去除一部分水溶性雜質(zhì),提高乙腈的提取效率[8];氯化鈉和離心可以促使水和乙腈分層。但是在試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn),用乙腈配制的殺螟丹標(biāo)準(zhǔn)溶液隨放置時(shí)間延長會發(fā)生降解,因?yàn)闅⒚ぴ谒嵝詶l件下穩(wěn)定,pH值>9時(shí)即發(fā)生降解,其他4種農(nóng)藥在酸性條件下亦比較穩(wěn)定,因而

配制標(biāo)準(zhǔn)溶液的乙腈及作為提取溶劑的乙腈均需加入1%的冰醋酸。文獻(xiàn)中關(guān)于茶葉中殺螟丹殘留的檢測多為將其轉(zhuǎn)化為沙蠶毒素來測定,通過測定沙蠶毒素的量,換算為殺螟丹的含量[9,11],直接測定殺螟丹的方法報(bào)道不多[12-13];但是通過測定沙蠶毒素來間接測定殺螟丹含量的方法,不僅溶劑消耗多、耗時(shí)長,而且如何確定殺螟丹完全轉(zhuǎn)化為沙蠶毒素未見報(bào)道,考慮到酸性條件下殺螟丹會以穩(wěn)定的殺螟丹鹽酸鹽的形式存在,因而本試驗(yàn)采用酸化后直接測定殺螟丹的方法。

茶葉中富含色素(如葉綠素、胡蘿卜素、葉黃素與花青素等)和茶多酚等,是農(nóng)藥殘留分析測定時(shí)的主要干擾物質(zhì)。NANO CARB為一種新型凈化材料——碳納米材料,比普通的石墨化碳黑比表面積大,載樣能力強(qiáng),可以有效去除色素,同時(shí)相對于含石墨化碳黑(GCB)和N-丙基乙二胺(PSA)的方法,減少了GCB對平面結(jié)構(gòu)農(nóng)藥和PSA對殺螟丹[13]的吸附作用,相對于傳統(tǒng)樣品前處理方法,本方法回收率高,且檢測時(shí)間短,有機(jī)化學(xué)試劑用量少,可以滿足大批量樣品快速檢測的要求。

2.2色譜及質(zhì)譜條件的優(yōu)化

多菌靈、吡蟲啉、噻蟲嗪、滅多威及殺螟丹極性均較強(qiáng),適于采用ESI源正離子模式進(jìn)行檢測。以流動(dòng)注射方式對上述幾種農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行全掃描,確定其母離子,優(yōu)化去簇電壓(DP)及碰撞能量(CE),得到不同的子離子,選擇響應(yīng)好、穩(wěn)定的離子對為其定量及定性離子對,所獲得質(zhì)譜參數(shù)見表1。

流動(dòng)相的組成不僅會影響待分析物的分離度和峰形,在質(zhì)譜為檢測器時(shí),還會影響到待分析物的靈敏度。文獻(xiàn)中農(nóng)藥的流動(dòng)相一般為酸性,其中甲酸可以提高農(nóng)藥的離子化效率,本試驗(yàn)比較了0.1%甲酸水-甲醇和0.1%甲酸水-乙腈流動(dòng)相體系,發(fā)現(xiàn)0.1%甲酸水-乙腈,體系下各色譜峰分離度更好,故選擇0.1%甲酸水-乙腈作為流動(dòng)相。圖1為各待測組分混合標(biāo)準(zhǔn)溶液MRM色譜圖。

2.3方法的驗(yàn)證

2.3.1標(biāo)準(zhǔn)曲線和定量限茶葉為基質(zhì)的農(nóng)藥殘留測定,存在一定的基質(zhì)效應(yīng)[8],一般可以采用同位素內(nèi)標(biāo)、減少取樣量或采用基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)曲線來降低基質(zhì)對定量的干擾。本試驗(yàn)采用基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量的方式,以盡量減少基質(zhì)效應(yīng)干擾。 以空白茶葉樣品的提取液作為稀釋溶液,配成混合系列標(biāo)準(zhǔn)溶液,其中滅多威、多菌靈、噻蟲嗪、吡蟲啉的濃度范圍為2~50 μg/L,殺螟丹的濃度范圍為10~200 μg/L,以待測組分峰面積(y)為縱坐標(biāo)、待測組分的濃度(x,μg/L)為橫坐標(biāo)進(jìn)行線性回歸,線性關(guān)系良好。以信噪比(S/N)為3確定方法的檢出限、信噪比(S/N)為10確定方法的定量限,結(jié)果見表2。

2.3.2精密度和回收率試驗(yàn)用空白茶葉樣品進(jìn)行添加回收率和精密度試驗(yàn),樣品中添加1、2、5、10倍定量限(limitof

3結(jié)論

本研究建立了乙腈提取、過濾頭式SPE柱凈化,結(jié)合超高壓液相色譜-串聯(lián)四極桿質(zhì)譜同時(shí)快速測定茶葉中5種農(nóng)藥殘留的方法。該方法操作步驟簡單,前處理時(shí)間短、消耗有機(jī)溶劑少,獲得了較滿意的回收率,適用于大批量樣品的快速檢測;采用串聯(lián)質(zhì)譜分析測定,可同時(shí)實(shí)現(xiàn)定性判定和定量測定,方法具有較好的重現(xiàn)性,可滿足實(shí)際檢測工作的需要。

參考文獻(xiàn):

[1]蔣永祥,葉麗,湯淼榮. 茶葉中7種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留量的同時(shí)測定[J]. 分析實(shí)驗(yàn)室,2007,26(1):97-101.

[2]陳曉水,邊照陽,楊飛,等. 對比3種不同的QuEChERS前處理方式在氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜檢測分析煙草中上百種農(nóng)藥殘留中的應(yīng)用[J]. 色譜,2013,31(11):1116-1128.

[3]蔣俊樹,趙彬,周莉.氣相色譜-質(zhì)譜法測定茶葉中36種農(nóng)藥殘留[J]. 食品科學(xué),2009,30(14):276-280.

[4]陳紅平,劉新,汪慶華,等. 氣相色譜-質(zhì)譜法同時(shí)測定茶葉中72種農(nóng)藥殘留量[J]. 食品科學(xué),2011,32(6):159-164.

[5]許秀瑩,施海燕,王鳴華.氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用測定大米中6種煙堿類農(nóng)藥殘留[J]. 質(zhì)譜學(xué)報(bào),2012,33(2):99-103.

[6]GB/T 23205茶葉中448種農(nóng)藥及相關(guān)化學(xué)品殘留量的測定液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法[S].

[7]劉冰,趙紅霞. 超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法快速測定茶葉中18種農(nóng)藥殘留[J]. 分析實(shí)驗(yàn)室,2013,32(10):77-83.

[8]賈瑋,黃峻榕,凌云,等. 高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法同時(shí)測定茶葉中290種農(nóng)藥殘留組分[J]. 分析測試學(xué)報(bào),2013,32(1):9-22.

[9]王連珠,周昱,黃小燕,等. 基于QuEChERS提取方法優(yōu)化的液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定蔬菜中51種氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留[J]. 色譜,2013,31(12):1167-1175.

[10]Alder L,Greulich K,Kempe G,et al. Residue analysis of 500 high priority pesticides:better by GC-MS or LC-MS/MS[J]. Mass Spectrometry Reviews,2006,25:838-865.

[11]吳剛,虞慧芳,鮑曉霞,等. 茶葉中殺螟丹殘留的氣相色譜分析方法研究[J]. 中國食品學(xué)報(bào),2006,6(5):129-132.

[12]吳剛,虞慧芳,鮑曉霞,等. 氣相色譜-微池電子捕獲檢測器分析茶葉中殺螟丹的殘留[J]. 色譜,2007,25(2):288-289.

[13]陳紅平,劉新,王川丕,等. 親水作用色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定茶葉中殺螟丹農(nóng)藥殘留量[J]. 分析測試學(xué)報(bào),2013,32(5):619-624.

茶葉中富含色素(如葉綠素、胡蘿卜素、葉黃素與花青素等)和茶多酚等,是農(nóng)藥殘留分析測定時(shí)的主要干擾物質(zhì)。NANO CARB為一種新型凈化材料——碳納米材料,比普通的石墨化碳黑比表面積大,載樣能力強(qiáng),可以有效去除色素,同時(shí)相對于含石墨化碳黑(GCB)和N-丙基乙二胺(PSA)的方法,減少了GCB對平面結(jié)構(gòu)農(nóng)藥和PSA對殺螟丹[13]的吸附作用,相對于傳統(tǒng)樣品前處理方法,本方法回收率高,且檢測時(shí)間短,有機(jī)化學(xué)試劑用量少,可以滿足大批量樣品快速檢測的要求。

2.2色譜及質(zhì)譜條件的優(yōu)化

多菌靈、吡蟲啉、噻蟲嗪、滅多威及殺螟丹極性均較強(qiáng),適于采用ESI源正離子模式進(jìn)行檢測。以流動(dòng)注射方式對上述幾種農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行全掃描,確定其母離子,優(yōu)化去簇電壓(DP)及碰撞能量(CE),得到不同的子離子,選擇響應(yīng)好、穩(wěn)定的離子對為其定量及定性離子對,所獲得質(zhì)譜參數(shù)見表1。

流動(dòng)相的組成不僅會影響待分析物的分離度和峰形,在質(zhì)譜為檢測器時(shí),還會影響到待分析物的靈敏度。文獻(xiàn)中農(nóng)藥的流動(dòng)相一般為酸性,其中甲酸可以提高農(nóng)藥的離子化效率,本試驗(yàn)比較了0.1%甲酸水-甲醇和0.1%甲酸水-乙腈流動(dòng)相體系,發(fā)現(xiàn)0.1%甲酸水-乙腈,體系下各色譜峰分離度更好,故選擇0.1%甲酸水-乙腈作為流動(dòng)相。圖1為各待測組分混合標(biāo)準(zhǔn)溶液MRM色譜圖。

2.3方法的驗(yàn)證

2.3.1標(biāo)準(zhǔn)曲線和定量限茶葉為基質(zhì)的農(nóng)藥殘留測定,存在一定的基質(zhì)效應(yīng)[8],一般可以采用同位素內(nèi)標(biāo)、減少取樣量或采用基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)曲線來降低基質(zhì)對定量的干擾。本試驗(yàn)采用基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量的方式,以盡量減少基質(zhì)效應(yīng)干擾。 以空白茶葉樣品的提取液作為稀釋溶液,配成混合系列標(biāo)準(zhǔn)溶液,其中滅多威、多菌靈、噻蟲嗪、吡蟲啉的濃度范圍為2~50 μg/L,殺螟丹的濃度范圍為10~200 μg/L,以待測組分峰面積(y)為縱坐標(biāo)、待測組分的濃度(x,μg/L)為橫坐標(biāo)進(jìn)行線性回歸,線性關(guān)系良好。以信噪比(S/N)為3確定方法的檢出限、信噪比(S/N)為10確定方法的定量限,結(jié)果見表2。

2.3.2精密度和回收率試驗(yàn)用空白茶葉樣品進(jìn)行添加回收率和精密度試驗(yàn),樣品中添加1、2、5、10倍定量限(limitof

3結(jié)論

本研究建立了乙腈提取、過濾頭式SPE柱凈化,結(jié)合超高壓液相色譜-串聯(lián)四極桿質(zhì)譜同時(shí)快速測定茶葉中5種農(nóng)藥殘留的方法。該方法操作步驟簡單,前處理時(shí)間短、消耗有機(jī)溶劑少,獲得了較滿意的回收率,適用于大批量樣品的快速檢測;采用串聯(lián)質(zhì)譜分析測定,可同時(shí)實(shí)現(xiàn)定性判定和定量測定,方法具有較好的重現(xiàn)性,可滿足實(shí)際檢測工作的需要。

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[7]劉冰,趙紅霞. 超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法快速測定茶葉中18種農(nóng)藥殘留[J]. 分析實(shí)驗(yàn)室,2013,32(10):77-83.

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[9]王連珠,周昱,黃小燕,等. 基于QuEChERS提取方法優(yōu)化的液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定蔬菜中51種氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留[J]. 色譜,2013,31(12):1167-1175.

[10]Alder L,Greulich K,Kempe G,et al. Residue analysis of 500 high priority pesticides:better by GC-MS or LC-MS/MS[J]. Mass Spectrometry Reviews,2006,25:838-865.

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[12]吳剛,虞慧芳,鮑曉霞,等. 氣相色譜-微池電子捕獲檢測器分析茶葉中殺螟丹的殘留[J]. 色譜,2007,25(2):288-289.

[13]陳紅平,劉新,王川丕,等. 親水作用色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定茶葉中殺螟丹農(nóng)藥殘留量[J]. 分析測試學(xué)報(bào),2013,32(5):619-624.

茶葉中富含色素(如葉綠素、胡蘿卜素、葉黃素與花青素等)和茶多酚等,是農(nóng)藥殘留分析測定時(shí)的主要干擾物質(zhì)。NANO CARB為一種新型凈化材料——碳納米材料,比普通的石墨化碳黑比表面積大,載樣能力強(qiáng),可以有效去除色素,同時(shí)相對于含石墨化碳黑(GCB)和N-丙基乙二胺(PSA)的方法,減少了GCB對平面結(jié)構(gòu)農(nóng)藥和PSA對殺螟丹[13]的吸附作用,相對于傳統(tǒng)樣品前處理方法,本方法回收率高,且檢測時(shí)間短,有機(jī)化學(xué)試劑用量少,可以滿足大批量樣品快速檢測的要求。

2.2色譜及質(zhì)譜條件的優(yōu)化

多菌靈、吡蟲啉、噻蟲嗪、滅多威及殺螟丹極性均較強(qiáng),適于采用ESI源正離子模式進(jìn)行檢測。以流動(dòng)注射方式對上述幾種農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行全掃描,確定其母離子,優(yōu)化去簇電壓(DP)及碰撞能量(CE),得到不同的子離子,選擇響應(yīng)好、穩(wěn)定的離子對為其定量及定性離子對,所獲得質(zhì)譜參數(shù)見表1。

流動(dòng)相的組成不僅會影響待分析物的分離度和峰形,在質(zhì)譜為檢測器時(shí),還會影響到待分析物的靈敏度。文獻(xiàn)中農(nóng)藥的流動(dòng)相一般為酸性,其中甲酸可以提高農(nóng)藥的離子化效率,本試驗(yàn)比較了0.1%甲酸水-甲醇和0.1%甲酸水-乙腈流動(dòng)相體系,發(fā)現(xiàn)0.1%甲酸水-乙腈,體系下各色譜峰分離度更好,故選擇0.1%甲酸水-乙腈作為流動(dòng)相。圖1為各待測組分混合標(biāo)準(zhǔn)溶液MRM色譜圖。

2.3方法的驗(yàn)證

2.3.1標(biāo)準(zhǔn)曲線和定量限茶葉為基質(zhì)的農(nóng)藥殘留測定,存在一定的基質(zhì)效應(yīng)[8],一般可以采用同位素內(nèi)標(biāo)、減少取樣量或采用基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)曲線來降低基質(zhì)對定量的干擾。本試驗(yàn)采用基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量的方式,以盡量減少基質(zhì)效應(yīng)干擾。 以空白茶葉樣品的提取液作為稀釋溶液,配成混合系列標(biāo)準(zhǔn)溶液,其中滅多威、多菌靈、噻蟲嗪、吡蟲啉的濃度范圍為2~50 μg/L,殺螟丹的濃度范圍為10~200 μg/L,以待測組分峰面積(y)為縱坐標(biāo)、待測組分的濃度(x,μg/L)為橫坐標(biāo)進(jìn)行線性回歸,線性關(guān)系良好。以信噪比(S/N)為3確定方法的檢出限、信噪比(S/N)為10確定方法的定量限,結(jié)果見表2。

2.3.2精密度和回收率試驗(yàn)用空白茶葉樣品進(jìn)行添加回收率和精密度試驗(yàn),樣品中添加1、2、5、10倍定量限(limitof

3結(jié)論

本研究建立了乙腈提取、過濾頭式SPE柱凈化,結(jié)合超高壓液相色譜-串聯(lián)四極桿質(zhì)譜同時(shí)快速測定茶葉中5種農(nóng)藥殘留的方法。該方法操作步驟簡單,前處理時(shí)間短、消耗有機(jī)溶劑少,獲得了較滿意的回收率,適用于大批量樣品的快速檢測;采用串聯(lián)質(zhì)譜分析測定,可同時(shí)實(shí)現(xiàn)定性判定和定量測定,方法具有較好的重現(xiàn)性,可滿足實(shí)際檢測工作的需要。

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