賈瑋 張榮 石琳 張峰 許秀麗 儲(chǔ)曉剛
摘?要?采用數(shù)據(jù)依賴型采集質(zhì)譜技術(shù),對(duì)585種農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的化合物分子離子質(zhì)荷比、二級(jí)碎裂片段的質(zhì)荷比與保留時(shí)間等進(jìn)行研究,建立了農(nóng)藥殘留標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù),并對(duì)8類100種農(nóng)藥進(jìn)行片段斷裂機(jī)理研究,得到不同類別農(nóng)藥的特征斷裂片段。將特征斷裂片段與農(nóng)藥殘留標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合,基于數(shù)據(jù)非依賴采集質(zhì)譜技術(shù),構(gòu)建非定向篩查方法,方法檢出限和檢測(cè)容量分別為0.001~539 μg/kg與0.001~899 μg/kg,回收率與相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為77%~113%和0.1%~8.3%。將所建立方法用于市售93個(gè)批次巴氏殺菌乳與超高溫瞬時(shí)滅菌乳中農(nóng)藥的非定向分析,發(fā)現(xiàn)樣品中含有前期未檢出的嘧菌酯與草克樂(lè),含量分別為2.3和6.1 μg/kg。建立的非定向篩查分析方法可為快速篩查鑒定乳制品中農(nóng)藥提供有效的技術(shù)手段。
關(guān)鍵詞?非定向篩查; 超高效液相色譜-四極桿-靜電場(chǎng)軌道阱質(zhì)譜; 乳及乳制品; 農(nóng)藥殘留
1?引 言
因上游規(guī)?;B(yǎng)殖加速、人口結(jié)構(gòu)變化、消費(fèi)結(jié)構(gòu)升級(jí)等原因,乳制品消費(fèi)量持續(xù)增長(zhǎng),其質(zhì)量與安全問(wèn)題也更受關(guān)注[1,2],而農(nóng)藥殘留是影響乳制品質(zhì)量的重要因素[3]。非定向技術(shù)篩查食品中相關(guān)化學(xué)危害物是我國(guó)“十三五”規(guī)劃中前沿技術(shù)之一[4],旨在鑒定樣品中未知化合物,在海量的數(shù)據(jù)中進(jìn)行篩選與確證,同時(shí)運(yùn)用化學(xué)計(jì)量學(xué)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理[5]。非定向篩查是基于高分辨質(zhì)譜的數(shù)據(jù)非依賴采集(Data independent acquistition,DIA)模式,在一級(jí)掃描中均勻地采集質(zhì)荷比范圍內(nèi)每個(gè)窗口的待分析物信息,具有較高的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性[6~8]。但因其信息采集窗口較大,進(jìn)入二級(jí)質(zhì)譜的片段較多,產(chǎn)生復(fù)雜的碎片離子,不利于后續(xù)的數(shù)據(jù)分析[9]。開(kāi)發(fā)可變的數(shù)據(jù)非依賴采集(Varible data independent acquistition, vDIA)方法,可根據(jù)目標(biāo)物質(zhì)所分布的質(zhì)荷比范圍,動(dòng)態(tài)調(diào)整各個(gè)窗口的大小,以提高選擇性與掃描速度[10,11]。
乳制品產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng),在飼料種植過(guò)程中大量使用除草劑、殺蟲(chóng)劑、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑等農(nóng)藥,以提高產(chǎn)量[12~15],農(nóng)藥通過(guò)食物鏈與生物富集作用進(jìn)入生乳中[16,17]。在后續(xù)熱加工中,農(nóng)藥及其殘留率會(huì)有所變化[18,19]。傳統(tǒng)的全掃描數(shù)據(jù)依賴篩查(Full MS/dd-MS2)依據(jù)MS/MS片段,只允許在目標(biāo)清單范圍內(nèi)識(shí)別農(nóng)藥殘留[20~22],所以有必要采用非定向技術(shù)篩查乳制品的農(nóng)藥及其殘留產(chǎn)物,且目前大多數(shù)農(nóng)藥特征斷裂片段在m/z 200~500的范圍內(nèi),因此,調(diào)整此范圍窗口的大小,可提高方法的選擇性。
本研究利用超高效液相色譜-四極桿-靜電場(chǎng)軌道離子阱質(zhì)譜(UHPLC-Q-Orbitrap MS)技術(shù), 在Full MS/dd-MS2掃描模式下建立農(nóng)藥殘留標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù),同時(shí)將已知農(nóng)藥特征斷裂片段應(yīng)用于乳制品非定向農(nóng)藥篩查技術(shù)中,使用Full MS/vDIA掃描模式對(duì)實(shí)際樣品進(jìn)行非定向篩查(實(shí)驗(yàn)流程見(jiàn)圖1),實(shí)現(xiàn)了乳及乳制品中的農(nóng)藥殘留的快速、高通量、非定向篩查。
2?實(shí)驗(yàn)部分
2.1?儀器與試劑
Avnti J-26×PI型高速冷凍離心機(jī)(美國(guó)Beckman Coulter公司); Vortex.Genie2T型旋渦混合器(美國(guó)Scientific Industries公司); SA31型振蕩器(日本Yamata公司); 超聲波清洗器(江蘇昆山超聲儀器有限公司); AL204-IC型分析天平、SevenEasy S20K型pH計(jì)(瑞士Mettler Toledo公司); ED-115型恒溫干燥箱(德國(guó)Binder公司); UltiMate3000-Q-Exactiv超高效液相色譜-四極桿靜電場(chǎng)軌道離子阱質(zhì)譜、Accucore C-18 aQ色譜柱預(yù)柱、Hypersil Gold aQ C-18色譜柱(美國(guó)Thermo Fisher Scientific公司); Milli-Q Integral型純水儀(美國(guó)Millipore公司)。
NaCl(色譜純,荷蘭Akzo Nobel公司); 0.20 μm微孔濾膜(美國(guó)Pall公司); 石墨化炭黑GCB吸附劑(粒徑40~120 μm)、C18和PSA吸附劑(粒徑40~60 μm,平均孔徑60 )、陶瓷均質(zhì)石(美國(guó)Agilent Technologies公司); 無(wú)水乙酸鈉、倍半水合檸檬酸二鈉、二水合檸檬酸鈉(優(yōu)級(jí)純,美國(guó)Supelco公司); 甲苯、乙酸銨(色譜純,美國(guó)Supelco公司); 丙酮、乙腈(色譜純,美國(guó)Fisher科技公司); 甲醇、甲酸、乙酸、甲酸銨(色譜純,美國(guó)Sigma公司); 585種農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(德國(guó)Dr. Ehrenstorfer GmbH公司、英國(guó)LGC Standards公司、瑞士Fluka公司、德國(guó)Sigma-Aldrich公司與德國(guó)Witega公司)。巴氏殺菌乳與超高溫瞬時(shí)滅菌乳樣品購(gòu)自本地超市。
2.2?實(shí)驗(yàn)方法
2.2.1?溶液的配制?分別稱取農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品10 mg(精確至0.1 mg),依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在不同溶劑(甲醇、乙腈和甲苯)中溶解度與測(cè)定需要,選用合適的溶劑溶解并定容至10 mL,配制成1000 μg/L的單一化合物標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液,于20℃避光保存。移取適量單一化合物標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液,用甲醇-水溶液(1∶1, V/V)稀釋并定容至100 mL棕色容量瓶,配制相應(yīng)濃度的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)混合工作溶液,于20℃避光保存。
基質(zhì)匹配混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液用于標(biāo)準(zhǔn)校正曲線的繪制,乳及乳制品經(jīng)2.2.2節(jié)樣品前處理后獲取空白樣品提取液,移取5 mL空白樣品提取液共12份,氮吹至近干,分別加入1000 μg/L 農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品混合溶液10~5000 μL、甲醇5 mL,用8 mmol/L甲酸銨溶液配制成1~500 μg/L的基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液。
2.2.2?樣品前處理?稱取混勻乳制品樣品10 g(精確至0.01 g)于50 mL離心管中,加入10 mL 1%(V/V)乙酸-乙腈(8∶4∶16,V/V)混合溶液,渦旋混合30 s后, 加入陶瓷均質(zhì)石、6.0 g無(wú)水MgSO4、1.45 g無(wú)水乙酸鈉,渦旋30 s后,振蕩提取1 min,在4 ℃以10000 r/min離心5 min,取200 μL濾液至2 mL進(jìn)樣小瓶中,加入500 μL 8 mmol/L甲酸銨溶液及300 μL甲醇,進(jìn)行UHPLC-Q-Orbitrap MS測(cè)定。
2.3?色譜質(zhì)譜條件
色譜柱: Accucore C-18 aQ預(yù)柱(10 mm×2.1 mm, 1.9 μm), Hypersil Gold aQ C-18柱(100 mm×2.1 mm, ?1.9 μm), 柱溫: 35℃。流動(dòng)相A為0.1%(V/V)甲酸-4 mmol/L甲酸銨溶液, 流動(dòng)相B為0.1%(V/V)甲酸-4 mmol/L甲酸銨-甲醇溶液。梯度洗脫程序: 0~1 min, 100% A; 1~7 min, 100%~0% A; 7~12 min, ?0% A; 12~13 min, 0%~100% A; 13~15 min, 100% A。流速為300 μL/min, 進(jìn)樣量5 μL, 碰撞氣為純氬氣(純度≥99.999%)。電噴霧離子化(ESI)離子源, 采用正模式, 鞘氣流速18 L/min, 鞘氣壓力275 kPa, 輔助氣流速3 L/min; 毛細(xì)管電壓: 3500 V。離子源溫度350℃, 毛細(xì)管溫度320℃。
全掃描模式下(Full Scan), 分辨率設(shè)定為70000 FWHM, 自動(dòng)增益控制的目標(biāo)值(AGC)定為1.0×106, 容許的質(zhì)量誤差范圍為5 ppm, 最大注入時(shí)間250 ms, 動(dòng)態(tài)背景扣除(Dynamic Exclusion)設(shè)定為10.0 s。
第一種二級(jí)掃描方式Full MS/dd-MS2的分辨率設(shè)定為17500 FWHM, 自動(dòng)增益控制的目標(biāo)值定為5.0×105, 出峰后的觸發(fā)時(shí)間(Apex Trigger)為3~6 s, 最大注入時(shí)間120 ms, 動(dòng)態(tài)背景扣除為10.0 s, 選擇TOP 5模式。待碎裂的目標(biāo)分析物在特定的信息列表(Inclusion List)中設(shè)定, 容許質(zhì)量誤差范圍設(shè)定為10 ppm。當(dāng)待碎裂的離子響應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到強(qiáng)度閾值8.3×104時(shí), 即送入高能碰撞解離(HCD)碰撞池, 通過(guò)3個(gè)不同的碰撞能量(17.5、35.0和52.5 eV)分別進(jìn)行碰撞, 最終疊加得到一張子離子譜圖。
第二種二級(jí)掃描方式為可變的數(shù)據(jù)非依賴采集(vDIA),參數(shù)設(shè)定為: 掃描時(shí)間0~15 min; 自動(dòng)增益控制的目標(biāo)值設(shè)定為5.0×105,最大注入時(shí)間為120 ms; 分辨率采用17500 FWHM; 信息列表分為: 112.80116、137.81253、162.82390、187.83527、212.84663、237.85800、262.86937、287.88074、312.89211、337.90348、362.91485、387.92622、412.93758、437.94895、462.96032、487.97169、550.50011、650.54559、750.59106、850.63654,其中112.80116~487.97169設(shè)定為第一個(gè)vDIA掃描,隔離窗口范圍(Isolation window)設(shè)為25.0 Da,Loop Count設(shè)定為16(即16個(gè)掃描段),550.50011~850.63654設(shè)為第二個(gè)vDIA掃描,動(dòng)態(tài)背景扣除10.0 s,隔離窗口范圍設(shè)為100.0 Da,Loop Count設(shè)定為4。碰撞能量分別為17.5、35.0和52.5 eV。
3?結(jié)果與討論
3.1?農(nóng)藥殘留標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)建立
按照2.2.1節(jié)的操作,將標(biāo)準(zhǔn)溶液逐級(jí)稀釋配制成濃度為100 μg/L標(biāo)準(zhǔn)溶液,用于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)的采集,使得分子離子峰響應(yīng)強(qiáng)度大于5.0×106。運(yùn)用Full MS/dd-MS2掃描模式建立標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù),每個(gè)化合物平均進(jìn)樣6次,以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與重現(xiàn)性,信息包括分子離子質(zhì)荷比(理論值)、二級(jí)碎裂片段的質(zhì)荷比與保留時(shí)間。電子版文后支持信息表S1列出了585種農(nóng)藥的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)部分內(nèi)容。數(shù)據(jù)庫(kù)的信息數(shù)據(jù)使用Exact Finder 2.5進(jìn)行管理。使用Mass Frontier 7.0軟件,基于電離模式與結(jié)構(gòu)式預(yù)測(cè)碎片斷裂結(jié)果,并結(jié)合dd-MS2實(shí)測(cè)的二級(jí)斷裂碎片的質(zhì)譜圖,選取1~3個(gè)響應(yīng)值高且特征性的碎裂片段; 根據(jù)元素的組成將碎裂片段質(zhì)荷比的實(shí)測(cè)值轉(zhuǎn)換為理論值,形成化合物標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)(Library); 使用Library Manager 2.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。電子版文后支持信息表S 2列出了585種農(nóng)藥的高效液相色譜/四極桿-軌道離子阱質(zhì)譜參數(shù)。
3.2?片段斷裂特征及其在農(nóng)藥殘留篩查中的作用
3.2.1?農(nóng)藥質(zhì)譜裂解反應(yīng)機(jī)理?實(shí)驗(yàn)中對(duì)100種農(nóng)藥進(jìn)行了片段斷裂機(jī)理研究,得到了所有片段的質(zhì)譜裂解反應(yīng)途徑。以有機(jī)氯類農(nóng)藥芐草?。–umyluron)為例進(jìn)行分析,芐草隆dd-MS2掃描譜圖如圖2所示。芐草隆的分子離子質(zhì)荷比(m/z)理論值為303.12587,經(jīng)加氫后,在奇電子離子中有一個(gè)未成對(duì)電子,此電子在分子離子中處于反應(yīng)的最有利位置,形成游離基中心,由圖3可見(jiàn),游離基中心定義于飽和N原子(亞氨基)上,未成對(duì)電子有趨于成對(duì)傾向,形成α斷裂反應(yīng)的推動(dòng)力,誘導(dǎo)與亞氨基相鄰的芐基外側(cè)鏈斷裂,形成m/z 185.04762與119.08553兩個(gè)碎裂片段,m/z 185.04762碎裂片段進(jìn)行γ位氫原子重排反應(yīng)(rHC),在N游離中心誘導(dǎo)下,使γ氫原子重排到與N連接的位置,接著發(fā)生斷裂形成m/z 73.03964碎裂片段。m/z 119.08553碎裂片段還有兩種來(lái)源途徑: 一種來(lái)源途徑是電荷中心誘導(dǎo)斷裂(i斷裂),正電荷中心位于酰脲結(jié)構(gòu)的O原子上,與酰脲結(jié)構(gòu)相連芐基的鍵上一對(duì)電子被正電荷中心所吸引,造成電荷的轉(zhuǎn)移和兩側(cè)芐基單鍵的斷裂,形成m/z 119.08553與125.01525兩個(gè)碎裂片段; 另一種來(lái)源途徑為遠(yuǎn)端重排反應(yīng)(rHR),芐基與酰脲結(jié)構(gòu)相連的氫由于處在支化程度最高的碳原子上,極不穩(wěn)定,在游離基誘導(dǎo)的氫重排反應(yīng)中,該氫與芐基內(nèi)部不成對(duì)電子位置發(fā)生互換,因此支化程度最高的碳原子上接受原處于苯環(huán)上的不成對(duì)電子,芐基與酰脲結(jié)構(gòu)斷裂[23]。
3.2.2?片段斷裂特征?芐草隆的分子式為C17H19ClN2O, 屬于有機(jī)氯農(nóng)藥,有機(jī)氯農(nóng)藥主要依據(jù)合成原料結(jié)構(gòu)特征分為苯、環(huán)戊二烯、莰烯和萜烯四大類。因氯苯結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,動(dòng)物與植物體內(nèi)不含有相應(yīng)的降解酶,通過(guò)食物鏈產(chǎn)生生物富集作用,毒性顯著,含氯苯結(jié)構(gòu)的有機(jī)氯農(nóng)藥被廣泛使用[24]。通過(guò)對(duì)氯苯結(jié)構(gòu)的有機(jī)氯農(nóng)藥片段斷裂機(jī)理研究發(fā)現(xiàn),芐草隆、克死螨、3-氯對(duì)甲苯胺、綠麥隆、庚烯磷、多效唑與滅菌唑等氯苯結(jié)構(gòu)農(nóng)藥均有C7H6Cl+碎片(m/z 125.01524), 即功效作用(結(jié)構(gòu)特性)與片段斷裂特征一致。離子裂解的基本機(jī)理本質(zhì)為電子轉(zhuǎn)移規(guī)律,包括游離基中心誘導(dǎo)的鍵斷裂、電荷中心誘導(dǎo)的鍵斷裂、簡(jiǎn)單鍵斷裂(σ斷裂)和重排反應(yīng)四大基本裂解反應(yīng)類型,所以離子裂解的歷程具有規(guī)律性[25]。因化合物斷裂為分子離子,與高純氮?dú)馀鲎玻瑒?dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能,化學(xué)結(jié)合鍵斷裂,故采用了高(52.5 eV)、中(35.0 eV)、低(17.5 eV)3個(gè)碰撞能,得到的二級(jí)譜圖為3個(gè)碰撞能譜圖的均一化結(jié)果,碎裂片段信息豐富,規(guī)律的碰撞誘導(dǎo)歷程(特征斷裂片段信息)在已建立的農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)中均得到全面體現(xiàn)。通過(guò)對(duì)片段斷裂機(jī)理研究,并結(jié)合不同化合物的功效作用,表1列出了有機(jī)氯類、有機(jī)磷類、氨基甲酸酯類、擬除蟲(chóng)菊酯類等100種農(nóng)藥的特征斷裂片段。
根據(jù)結(jié)構(gòu)特性,農(nóng)藥分為有機(jī)氯類、有機(jī)磷類、氨基甲酸酯類、擬除蟲(chóng)菊酯類、三唑類、三嗪類、煙堿類與酰胺類。有機(jī)磷類農(nóng)藥的功能基團(tuán)為磷酰基,磷?;c乙酰膽堿酶活性位點(diǎn)緊密結(jié)合,形成磷酰化膽堿酯酶,乙酰膽堿酶活性被抑制,以致乙酰膽堿不能及時(shí)分解,在體內(nèi)大量蓄積,突觸后膜上受體不斷與乙酰膽堿結(jié)合,造成突觸后膜上Na+通道處于開(kāi)放狀態(tài),Na+涌入膜內(nèi)使膽堿能神經(jīng)系統(tǒng)與中樞神經(jīng)系統(tǒng)過(guò)度興奮,最后導(dǎo)致衰竭[26]。磷?;|(zhì)譜碎片為C2H6O2PS+(m/z 124.98206)、C2H7NO2P+(m/z 108.02089)、H4O4P+(m/z 98.98417)、CH4OPS+(m/z 94.97150)。氨基甲酸酯類農(nóng)藥為氨基甲酸的N-甲基取代酯類,氨基甲酸的N-甲基取代酯類可將膽堿酯酶活性中心的羥基甲?;?,并形成疏松的復(fù)合體,抑制乙酰膽堿水解能力,造成組織內(nèi)乙酰膽堿蓄積,引起遲發(fā)型神經(jīng)疾病[27]。氨基甲酸N-甲基取代酯結(jié)構(gòu)質(zhì)譜碎片為C2H3NO+(m/z 55.02092)。擬除蟲(chóng)菊酯類農(nóng)藥的功能基團(tuán)為除蟲(chóng)菊素結(jié)構(gòu),此結(jié)構(gòu)可直接作用于神經(jīng)膜的Na+通道,干擾Na+的傳導(dǎo),使跨膜離子流延長(zhǎng),造成運(yùn)動(dòng)神經(jīng)軸與感覺(jué)神經(jīng)纖維反復(fù)活動(dòng),最終運(yùn)動(dòng)失調(diào)[28],除蟲(chóng)菊素結(jié)構(gòu)質(zhì)譜碎片為C9H15+(m/z 123.11683)。三唑類農(nóng)藥活性基團(tuán)為三唑結(jié)構(gòu),三唑結(jié)構(gòu)通過(guò)抑制生物體合成麥角甾醇,加劇細(xì)胞膜滲透,導(dǎo)致細(xì)胞膜功能被破壞[29]。三唑結(jié)構(gòu)質(zhì)譜碎片為C2H4N3+(m/z 70.03997)。三嗪類農(nóng)藥功能基團(tuán)為三嗪結(jié)構(gòu),三嗪結(jié)構(gòu)通過(guò)抑制生物幾丁質(zhì)合成,擾亂前胸腺體與心側(cè)體等神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)正?;顒?dòng)[30],三嗪結(jié)構(gòu)質(zhì)譜碎片為C4H9N2+(m/z 85.06702)。煙堿類農(nóng)藥的活性基團(tuán)為煙堿結(jié)構(gòu),煙堿結(jié)構(gòu)可與煙堿型的乙酰膽堿結(jié)合,刺激神經(jīng)系統(tǒng),機(jī)體興奮、痙攣、麻痹而死[31],煙堿結(jié)構(gòu)質(zhì)譜碎片為C7H8N+(m/z 85.06702)。酰胺類農(nóng)藥的功能基團(tuán)為酰胺結(jié)構(gòu),酰胺結(jié)構(gòu)與鈣離子通道中魚(yú)尼丁受體結(jié)合,抑制Ca2+通道活性,導(dǎo)致生物體失去肌肉收縮舒張功能[32],酰胺結(jié)構(gòu)質(zhì)譜碎片為C8H5NO+2(m/z 148.03930)。
3.2.3?特征斷裂片段在外源性風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)篩查中的應(yīng)用?將農(nóng)藥特征斷裂片段與農(nóng)藥殘留標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合應(yīng)用于乳制品非定向農(nóng)藥篩查中。采用Full MS/vDIA掃描模式,運(yùn)用表1中農(nóng)藥特征斷裂片段對(duì)色譜圖進(jìn)行峰提取,若捕獲到未出現(xiàn)在農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)信息譜庫(kù)且呈高斯分布的色譜峰,
即可初步判斷該物質(zhì)的農(nóng)藥歸屬類別,繼而對(duì)該保留時(shí)間色譜峰的其它片段信息進(jìn)行分析,包括m/z、碎裂片段豐度比與同位素豐度比,從而推斷出該物質(zhì)和元素組成,將該物質(zhì)推斷的片段斷裂途徑與已建立的該類農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)信息譜庫(kù)中歸屬類的其它化合物斷裂途徑比對(duì),判斷該化合物的分子式與結(jié)構(gòu)式,通過(guò)分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的色譜質(zhì)譜信息進(jìn)行最終判定?;衔餄舛扔扇橹破分修r(nóng)藥化合物與化合物標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的峰面積比再乘以標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)濃度計(jì)算而得。例如,在篩查一個(gè)牛乳樣品時(shí),運(yùn)用有農(nóng)藥特征斷裂片段m/z 125.01524提取出呈高斯分布且在標(biāo)準(zhǔn)信息庫(kù)中沒(méi)有的色譜峰,如圖4所示,碎裂片段為氯苯結(jié)構(gòu),初步判斷該物質(zhì)為有機(jī)氯農(nóng)藥,通過(guò)m/z、同位素豐度比、片段豐度比信息推斷該物質(zhì)分子式為CxHyClzNS,將豐度較高的片段的碎裂途徑與農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)信息譜庫(kù)的其它化合物斷裂途徑對(duì)比,發(fā)現(xiàn)該未知化合物與芐草隆的碎裂片段斷裂機(jī)理相似(圖5),通過(guò)對(duì)譜圖與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)比對(duì)分析,判斷該化合物為草克樂(lè),且定量結(jié)果為6.1 μg/kg。
3.3?方法學(xué)參數(shù)考察
方法學(xué)參數(shù)考察根據(jù)歐盟標(biāo)準(zhǔn)2002/657/EC與SANCO/12571/2015。按以下公式計(jì)算檢測(cè)方法的基質(zhì)效應(yīng)(C,%):
其中,C(%)為基質(zhì)效應(yīng); Ss為目標(biāo)化合物運(yùn)用純?nèi)軇┲谱鳂?biāo)準(zhǔn)曲線的斜率; Sm為目標(biāo)化合物加入空白基質(zhì)制作的基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率。
結(jié)果表明,在585種農(nóng)藥中,大部分化合物存在基質(zhì)效應(yīng),其中11.6%屬于中等強(qiáng)度的基質(zhì)效應(yīng)(20%~50%),85.9%為較弱基質(zhì)效應(yīng)(±20%以內(nèi)),其余的少數(shù)化合物屬于強(qiáng)基質(zhì)效應(yīng)(50%~100%)。為盡量降低基質(zhì)效應(yīng)干擾,在建立校準(zhǔn)曲線時(shí),標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)混合溶液采用基質(zhì)匹配法進(jìn)行配制。配制585種農(nóng)藥系列混合標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)溶液,濃度為0.1~500 μg/kg。檢測(cè)方法中外源性風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)在各自相應(yīng)的濃度范圍內(nèi),相關(guān)系數(shù)(r2)均大于0.99,呈良好的線性關(guān)系。
在進(jìn)行非定向篩查時(shí),根據(jù)歐盟分析方法性能標(biāo)準(zhǔn)、定性定量檢測(cè)技術(shù)細(xì)節(jié)《SANCO/12571/2015 Safety of the Food Chain Chemicals, Contaminants, Pesticides》與其他要求和步驟法案《2002/657/EC Implementing Councial Directive 96/23/EC Concerning the Performance of Analytical Methods and the Inpterpretation of Results》進(jìn)行方法學(xué)參數(shù)考察,包括回收率、精密度、確定限(CCα)和檢測(cè)容量(CCβ)與相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。
使用CCα和CCβ考察方法檢出限與定量下限,分別為0.001~539 μg/kg與0.001~899 μg/kg。通過(guò)回收率評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性,精密度通過(guò)6次平行實(shí)驗(yàn)回收率結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算而得,在基質(zhì)中添加1倍、2倍和4倍CCβ, 制得3個(gè)水平農(nóng)藥殘留的系列混合標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)溶液,按照2.2.2節(jié)提取凈化后,運(yùn)用UHPLC-Q-Orbitrap MS檢測(cè)。各農(nóng)藥殘留的平均回收率為77%~113%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.1%~8.3%,所建立的方法準(zhǔn)確性和精密度良好。
3.4?實(shí)際樣品分析
采用UHPLC-Q-Orbitrap MS篩查93個(gè)批次巴氏殺菌乳與超高溫瞬時(shí)滅菌乳中農(nóng)藥殘留,表2列出了陽(yáng)性樣品的篩查結(jié)果,研究結(jié)果表明,本方法可用于牛乳中外源性風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)的快速篩查。
4?結(jié) 論
利用UHPLC-Q-Orbitrap MS,選擇dd-MS2與vDIA兩種二級(jí)掃描方式,分析農(nóng)藥殘留特征斷裂片段,建立農(nóng)藥殘留標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù),并建立了完整的非定向篩查方法。方法學(xué)驗(yàn)證中,585種農(nóng)藥殘留在線性范圍內(nèi)均具有好的線性關(guān)系,實(shí)現(xiàn)了未知化合物篩查分析方法體系的建立,并將本方法應(yīng)用于巴氏殺菌乳與超高溫瞬時(shí)滅菌乳中農(nóng)藥殘留篩查。
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