分析农药残留的解决方案

《分析农药残留的解决方案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《分析农药残留的解决方案（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、分析农药残留的解决方案上海舜宇恒平科学仪器有限公司分析农药残留的解决方案微型固相萃取-大体积进样-气质联用法1微型固相萃取-大体积进样-气质联用法分 析农药残留的解决方案 上海舜宇恒平科学仪器有限公司 1 概述概述 在现代农业生产中，农药的使用是保护农作物、提高产量的重要手段，但由于农药本身的毒性以及残留现象， 对食品安全和环境都构成了威胁。 许多国家对蔬菜、水果、谷物等食品中的农药残留最大检出限均做出了严格的规定，水质和土壤中的农残检测也成为环境保护的重要项目。大多数农药都是小分子化合物，有一定的挥发性，约有 70的农药可用气相色谱（GC）分析。质谱（MS）具有定性专属性强、灵敏度高的优势，

2、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，已成为农残检测最为常见的手段，有机氯、有机磷、拟除虫菊酯、除草剂等多种类型的农药都可在气质联用仪（GC/MS）上获得良好的分离检测效果。 农药残留分析过程除了分离检测之外，样品前处理也是非常重要的部分。在实际的分析过程中， 大约 70%的时间都花在样品前处理上， 而样品前处理好坏也非常关键，不仅对后续的分析检测过程有很大的影响，也影响着检测结果的可靠性。一个理想的前处理过程应具有以下特点：同时提取样品中多种农残，有效地去除可能对测定产生干扰的杂质， 保持高回收率。 另外， 还要保证整个过程操作简单、 快捷。 由于农残检测

3、的限量指标尤为严格，样品量又很大，因此对仪器的精度、耐用性、灵敏度，方法的效率、检出限以及可靠性都是提出了很高的要求。微型固相萃取-大体积进样-气质联用法即是基于上述要求提出的一套完整的包括样品前处理和分离检测在内的快速、便捷、灵敏、可靠的农残检测解决方案。 本方案具有以下特点： 1) 简化前处理流程，增强样品处理能力，提高分析效率简化前处理流程，增强样品处理能力，提高分析效率 QuEChERS 法提取样品，快速实现样品中酸性、中性、碱性农残的同时高效提取；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。 2)

4、 分离检测过程简单化，充分发挥分离检测过程简单化，充分发挥 GC-MS 的性能的性能 大体积进样器与 GC-MS 配合，在 Scan 模式下即可获得足够的灵敏度，既可得到全谱进行谱库检索实现定性分析， 又可通过提取特征离子以提高信噪比来进行定量分析，同时实现快速定性筛查和高灵敏度定量分析。 23) 进一步提升检测灵敏度，满足痕量农残的分析要求进一步提升检测灵敏度，满足痕量农残的分析要求 LVI-S200 大体积进样器采用“胃袋式”衬管，进样量可达 200l，将检出灵敏度提高 10100 倍，即使痕量农残亦可分析检测。 4) 保证分析结果的稳定性和可靠性，提高结果置信度保证分析结果的稳定性和可靠

5、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。定性定量软件强化了数据处理功能， 使数据量庞大的农残数据分析工作由繁琐变得简单。 5) 配有专用的农残信息库配有专用的农残信息库 软件集成的农用化学品信息库中包含了 315 种农药的名称、分子量、分子式、定量离子、定性离子及丰度比等信息，以及在各种作物中的检测限量，可直接反映在定制报告中。 2 解决方案解决方案 微型固相萃取-大体积进样-气质联用法分析农残的解决方案主要包括三个部分：样品提取，微型固相萃取净化以及大体积进样

6、-气质联用分析检测。 样品提取部分：样品提取部分： 在样品提取过程中采用 QuEChERS 法，具有以下特点： 盐析与脱水（液液分配）在萃取时能同时进行 通过柠檬酸盐可以将酸性、中性和碱性农药同时转移到乙腈层 具体操作流程如下： 30min/4个样品 个样品 3固相萃取净化部分：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

7、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；可以多个组合串联使用，连接方便，同时组合使用多种固定相，节约处理时间多个组合串联使用，连接方便，同时组合使用多种固定相，节约处理时间；由于使用的溶剂量少， 省却了浓缩步骤， 与大体积进样器配合， 更能获得良好的灵敏度。 微型 SPE 柱 微型 SPE 柱串联 微型 SPE 柱连接其它 SPE 柱 具体操作流程如下： （以菠菜为例） 10min/4个样品 个样品 4微型 SPE 柱有不同的固定相类型，用户可根据样品的实际情况进行选择。 一般情况下，

8、C18+GCS+PSA 含脂肪酸较多时，SAX+PSA 含咖啡因较多时，SI+PSA 色素和咖啡因较多时（如茶叶） ，GCS+ SI 大体积进样大体积进样-气质联用分析检测部分：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， 即使痕量的农残也可检测分析。 LVI与气质联用仪（GC-MS）联用，在全扫描（Scan）模式下即可获得令人满意的灵敏度，同时完成农残检测的定性确认和定量分析。 AISTI 公司的 LVI-S200 大体积进样器采用了专利的“胃袋式”衬管， 用程序升温方式，先在较低温度下对注入衬管

9、的样品溶液进行浓缩，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，再迅速升高温度将目标组分汽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， 相当于将样品在衬管中进行浓缩， 达到降低检测限的目的。与常规进样方式相比，可获得 10100 倍的灵敏度，同时保证良好的重现性。 浓度 0.05ppm 农残混标的 Scan 谱图（进样量 100l）5重复进样谱图（10 次） 以敌敌畏（） 、杀扑磷（） 、醚菊酯（）为例，计算 10 次连续进样的峰面积 RSD，分别为 2.8%、1.8%、1.8%。 除了大幅提高检测灵敏度的优势，LVI

10、-S200 大体积进样器在保持相同灵敏度的情况下，可减少取样量或省去浓缩步骤，节省前处理时间，大大提高分析效率。 大体积进样与常规进样的比较 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

11、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，配合功能强大的定性分析软件，即使 ppb 级的农药亦可获得匹配率不错的检索结果，对于未知痕量农残的定性分析十分有利。 610ppb狄氏剂和25ppb氯氰菊酯Scan图在标准谱库中的检索结果 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。 JMS-Q1000GC的NovSpec软件系统强化了定性解析谱库检索功能， 可一次对样品所有组分峰检索定性；配置的Escr

12、ime定量软件，支持多农残的同时分析，对多个样品的目标组分亦可同时处理，大大简化了农残数据处理工作。 针对农残检测领域，JMS-Q1000GC的软件中集成有专用的农用化学品信息库，包含了315种农药的名称、分子量、分子式、定量离子、定性离子及丰度比等信息，以及在各种作物中的检测限量，可直接反映在定制报告中。 四极杆质量分析器有全扫描（Scan）和选择离子扫描（SIM）两种扫描模式，不同扫描方式具有不同特点与灵敏度。在Scan模式下，扫描的质量范围覆盖被测化合物的分子离子和碎片离子的质量，得到化合物的全谱，可以用来进行谱库检索，一般在未知化合物的定性分析时，多采用全扫描方式。在SIM模式下，仅跳

13、跃式地扫描某几个指定的质量， 无法得到化合物的全谱， 但由于单个离子的检测时间增加，并排除了其他离子的干扰，信噪比大大提高，可以获得更好的检出效果，主要用于已知目标物的定量分析。由于农残的含量通常在ppmppb级，常规GC-MS方法中，仅用Scan模式无法满足定量的要求，SIM模式成为较常用的检测方式。尽管在SIM模式下实现了痕量农残的定量分析，但无法获得全谱进行定性确认。另外，由于农残的种类多达几百种，编辑几十甚至上百种选择离子组是一项很繁琐的工作。不仅如此， 如果保留时间稍有偏移， 就会出现只检测到半个峰甚至完全检测不到的情况，给农残分析工作造成很大的困扰。理想的状态是，在Scan模式下即

14、可实现SIM的灵敏度，既可得到全谱进行谱库检索实现定性分析，又可通过提取特征离子以提高信噪比来进行定量分析，同时实现快速定性筛查和高灵敏度定量分析。 本方案采用 JMS-Q1000GC 气质联用仪配合 LVI-S200 大体积进样器，大大提高了 GC-MS 的检测灵敏度， 在 Scan 模式下可获得更低的检出限， 更省却了繁琐的7SIM 离子组编辑工作，避免了由于保留时间偏移造成的峰缺失现象。下表对LVI-GC-MS 方法与常规 GC-MS 方法进行了比较。 LVI-GC-MS 方法与常规方法与常规 GC-MS 方法的比较方法的比较 目标目标 LVI-GC-MS 方法方法 常规常规 GC-MS

15、 方法方法 未知农残分析 LVI 采用大体积进样模式，GC-MS 采用 Scan 模式，得到化合物全谱，在定性软件中对各组分进行谱库检索，获得样品中农残的定性信息。 由于进样量限制，灵敏度低，微量的农残在 Scan 模式下无法获得干净的全谱，甚至不能检出。 已知农残分析 LVI 采用大体积进样模式，GC-MS 采用 Scan 模式，在定量软件中提取特征离子进行定量分析。 在 SIM 模式下检测，需要编辑多个选择离子组，可能有保留时间偏移造成峰缺失或检测不到的情况，需要重新根据保留时间编辑 SIM 离子组。 痕量已知农残 LVI 采用大体积进样模式，GC-MS 采用 SIM 模式检测， 可进一步

16、提高灵敏度，对痕量农残进行分析。 无法检出。 3 仪器配置仪器配置 步骤步骤 描述描述 备注备注 样品提取部分 匀浆机：最大转速不低于 20000r/min 离心机：转速不低于 4000r/min 离心管：规格 50mL SPE 净化部分 固相萃取装置 SAIKA-SPE 柱（AiSTI 公司） 微型 SPE 柱工具包（AiSTI 公司） 根 据 实 际 需要 选 择 固 定相类型 LVI-GC-MS 分析检测部分 JMS-Q1000GC 气质联用仪（JEOL 公司）四极杆质量分析器，配 EI 源 带四极杆温控控制部件 自动稳压电源、自动变压器 气质联用软件、数据工作站、定量软件 NIST08 谱库 LVI-S200 大体积进样器（AISTI 公司） 配胃袋式衬管 84 技术指标技术指标 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：1200l 温度范围：40300 最大升温速率