淺談氣質聯用和液質聯用在農殘檢測中的應用

1前言

    質譜儀可以進行有效的定性分析，但對混合物的檢測毫無辦法，

而色譜法對混合物是一種有效的分離分析方法，特別適合于進行有機化合物的定量分析，但定性分析則比較困難。因此，將這兩者有效結合起來就能提供一個進行復雜有機化合物高效的定性、定量分析工具。像這種將兩種或兩種以上方法結合起來的技術稱之為聯用技術，將氣相色譜儀和質譜儀聯合起來使用的儀器叫做氣－質聯用儀，而將液相色譜儀和質譜儀聯合起來叫做液相色譜儀。氣質聯用是色譜聯用技術中的首選方法，而液質聯用則適用于極性、熱不穩定、難氣化和大分子的分離分析^[1]。

2氣質聯用在農殘檢測中的應用

氣相色譜－質譜分析法是一種將氣相色譜儀和質譜儀聯合起來使用的儀器分析方法。質譜法具有靈敏度高、定性鑒別能力強的特點，但要求樣品要純，且定量分析復雜；而氣相色譜法則具有分離效率高、定量分析簡便的特點，但定性能力稍差。因此，把這兩種方法結合起來，先將被分析樣品用氣相色譜儀進行分離，然后再將分離后的純組分用質譜儀進行檢測，即把氣相色譜儀作為質譜儀的“進樣器”，而把質譜儀作為氣相色譜儀的“檢測器”，則可以取長補短，發揮各自的優勢。氣質聯用分析法特別適合于進行多組分混合物中未知組分的定性鑒定，可以推斷化合物的分子結構，可以準確測定未知組分的分子量，可以修正色譜分析的錯誤判斷等等。下面結合國標GB/T 19648-2006談一下對于用氣相色譜—質譜法測定農殘、藥殘的認識。

該方法的原理是：試樣用乙腈均漿提取，鹽析離心后，取上層清液，經過固相萃取柱凈化，用乙腈+甲苯（3+1）洗脫農藥和相關化學品，溶劑交換后用氣相色譜-質譜儀檢測。^[2]

 可見該分析方法對樣品的前處理要求是很高的，為的是提純樣品中的待測物質，最大限度的排除樣品基質中其他雜質對測定的干擾。果蔬提取液中成分較復雜，使用有機溶劑提取樣本中的農藥時，樣本中的油脂、蠟質、蛋白質、葉綠素及其他色素、胺類、酚類、有機酸類、糖類等會同農藥一起被提取出來提取液中含有許多干擾物質，會嚴重干擾殘留物的測定混合器。因此采用了固相萃取(ＳＰＥ)預處理，本方法使用了3個不同的柱子進行凈化，以高分析物的回收率、更有效的將分析物與干擾組分分離減少樣品預處理過程，富集痕量組分，提高分析靈敏度。

標準溶液的配制：由于不同樣品存在一定得基質增強效應，因此用試劑配制標準溶液測定樣品往往會造成檢測結果偏高的現象，采用樣品空白提取液配制標準溶液，可以有效彌補基質增強效應帶來的定量偏差，以要配制基質混合標準工作溶液。

分析條件中，載氣采用了氦氣，He的電離電位是24.6eV，是氣體中最高的，它難于電離，不會因基流不穩而影響色譜圖的基線；其分子量只有4，容易與其它組分分子分離。另一方面，它的質譜峰簡單，不干擾后面的質譜峰。氦氣的純度應達到99.995%，否則會影響質譜的本底。在色譜柱的選擇上，較為嚴格，一般用于氣相色譜分析的柱子流失物較多，影響檢測器靈敏度。因此，選擇低流失的石英管毛細管柱。采用程序升溫，這樣能兼顧高、低沸點組分的分離效果和分析時間，使不同沸點分由低沸點到高沸點依次分離出來，從而達到用最短的時間獲得最佳的分離的目的。

選擇監測離子：每種化合物分別選擇一個定量離子，2個~3個定性離子，每組所有需要檢測的離子按照出峰順序，分時段分別檢測。在農殘分析中，監測離子應選擇穩定性好、干擾少的碎片離子，一般而言，含π電子系的碎片離子（如苯環、共軛雙鍵等）都比較穩定，同位素離子也可以考慮。另外，基質中的干擾離子和常見的污染物離子應盡量避開。

定性和定量：進行樣品測定時，如色譜峰的保留時間與標樣一致，并在扣除背景后的樣品質譜圖中，所選擇的離子均出現，且豐度比標樣的離子豐度比相一致，則可判斷樣品中存在這種農藥。同時采用保留時間、選擇離子的相對豐度比這兩個定性指標可以避免假陽性的出現。因為當樣品基質中含有較多干擾物時，產生的雜質峰會影響定性，如小分子干擾物（烷基酚類）出峰時間為8—15分鐘，含量較少，分布不集中，會對分子量較小（如有機磷）的農藥產生干擾。因此只有當兩者都滿足要求時，才能認定該組分為所測化合物。

定量則用內標法單離子定量。內標物為環氧七氮。穩定性內標法的應用，可以抵消儀器和過程帶來的誤差，提高方法的精密度和準確度。

3液質聯用在農殘檢測中的應用

液相色譜－串聯質譜法測定農殘也是綜合了液相色譜的分離能力以及串聯質譜可以得到選擇離子的碎片離子的能力而形成的檢測技術。液相色譜作為串聯質譜的特殊進樣器，利用其分離功能將混合物分離成各個單一組分后按時間順序依次進入質譜離子源。在質譜離子源中離子化后形成的離子由于質荷比不同，經質量分析器分離后到達質譜檢測器，信號被檢測放大。由于液相色譜對于非揮發性、熱不穩定性的分離、鑒定具有不可替代的特點，因此可以與氣相色譜測定農殘互補。

國標GB/T20769-2008中就是應用液相色譜-串聯質譜法測定水果和蔬菜中的農藥殘留量。該方法的樣品提取和凈化與GC-MS法類似，也是采用乙腈均漿提取，鹽析離心后，取上清液經固相萃取凈化后測定。不同的是質譜儀選用的離子源不同，采用的是電噴霧離子源（ESI）。^[3]電噴霧電離法事利用高電場使質譜進樣端的毛細管柱流出的液滴帶電，在氮氣流的作用下，液滴溶劑蒸發，表面積縮小，表面電荷密度不斷增加，直至產生的庫倫斥力與液滴表面張力達到雷利極限，液滴爆裂為帶電的液滴，這一過程不斷重復使最終的液滴非常細小呈噴霧狀，這時液滴表面的電場非常強大，使分析物離子化并以帶單電荷或多電荷的離子形式進入質量分析器。

另外該方法還采用了串聯質譜法，原理是將被分析物電離產生碎片離子，得到一級質譜；從這個（復雜的）一級質譜中選擇一個或多個特定的碎片離子作為母離子；再在適合的激發裂解電壓下將母離子進行二次電離裂解，產生子離子; 對產生的子離子碎片進行檢測得到二級質譜，并根據這些特征子離子對化合物進行定性定量分析。對所分析農藥選擇母離子，盡量選擇質量數大、相對豐度高的離子作為母離子。一般是以全掃描質譜法中離子碎片豐度最大的碎片離子（基峰）作為母離子。但若豐度最大的離子質量數過低，不能產生足夠的子離子用于確認分子結構時，應選用離子豐度稍低，質量數高的離子作為母離子。

由于使用了二級質譜的串聯，因而靈敏度極高，檢出限也可以的達到很低的水平。如α-六六六的檢測，GB/T19648-2006中采用GC-MC法的檢出限為6.3μg/kg,，而用GB/T 20769-2008檢測則可達到2μg/kg,。

串聯質譜法可用于對氣相色譜法檢測為假陰性的結果進行進一步的鑒別，如為確證某蔬菜樣品中是否含有甲胺磷。由于基質的作用，標準品在GC色譜圖中嚴重拖尾的現象在樣品中不存在，峰型也不一樣，而且保留時間也少有差別。但是在MS/MS中分析，可以發現質譜圖中含有m/z 125、94特征離子，說明樣品中確實含有甲胺磷。國標GB/T20768-20026也是采用保留時間與二對離子對及其豐度來定性。

綜上所述，氣相色譜—質譜法和液相色譜—串聯質譜法測定農殘都是利用了色譜的高效分離和質譜靈敏度高及定性能力強的優點，可以快速一次性測定樣品中的許多種農藥、藥物殘留，這兩種檢測技術都在實際應用中發揮出了巨大的優越性，因而得到越來越廣泛的應用。