一种FaPEx-UPLC-Q-TOF非靶向快速筛查进口粮谷中未知农药残留的方法技术

本发明专利技术涉及农药检测领域，公开了一种FaPEx‑UPLC‑Q‑TOF非靶向快速筛查进口粮谷中未知农药残留的方法。本发明专利技术利用FaPEx‑UPLC‑Q‑TOF原理建立非靶向快速筛查进口粮谷中未知的多种农药残留方法。采用醋酸乙腈溶液提取粮谷中未知的农药残留，FaPEx固相萃取柱净化浓缩，UPLC‑Q‑TOF检测，利用目标化合物特征离子的精确质量数、同位素匹配、二级碎片信息和保留时间进行数据库匹配，筛查可疑未知农药。结果表明该方法能够实现无需对照标准品即可快速筛查进口粮谷中农药残留。该方法快速、准确、分析通量高，可以为进口粮谷中农残的快速筛查和质量控制提供重要的方法依据。

A method of FaPEx UPLC Q TOF unknown target inlet to the rapid screening of pesticide residues in cereals

The present invention relates to the field of pesticide detection and discloses a FaPEx UPLC Q TOF method for rapid screening of unknown target to import grain in pesticide residues. The residue of pesticides by using the FaPEx UPLC Q TOF was established based on the principle of non target to import grain in rapid screening of unknown. The extraction of pesticide residues in cereals unknown by acetic acid acetonitrile solution, FaPEx solid phase extraction column purification and concentration, UPLC Q TOF detection, database, using the target compound characteristic ion accurate mass, isotopic, and two pieces of information and retention time, screening of suspicious unknown pesticide. The results show that this method can realize rapid screening of pesticide residues in grain imports without standard control. This method is rapid, accurate, high flux analysis, can provide an important basis for the control method of rapid screening and quality of pesticide residues in grain imports.

【技术实现步骤摘要】
一种FaPEx-UPLC-Q-TOF非靶向快速筛查进口粮谷中未知农药残留的方法
本专利技术涉及农药检测领域，尤其涉及一种FaPEx-UPLC-Q-TOF非靶向快速筛查进口粮谷中未知农药残留的方法。
技术介绍
在国际贸易一体化的形势下，粮谷类产品进口迅猛增加，2015年进口粮食已超过1.2亿吨，成为进口食品、农产品中最大的种类，这反映了国内粮食刚性需求。同时粮食质量安全也越来越受到人们的重视，舆论也对进口粮食安全问题高度重视，而农药残留物是影响进口粮食质量安全的重要因素之一。经2010-2014年经青岛、深圳和秦皇岛口岸进口的粮谷，多种农药残留(溴氰菊酯和杀螟硫磷等)检出率高达8.6％。随着气相色谱-质谱联用(GC-MS)、液相色谱-质谱联用(LC-MS)等技术的普遍应用，农药多残留同时检测技术得到了迅速发展。以四极杆串联飞行质谱(Q-TOF)为代表的高分辨质谱具有分辨率高，精确质量数测定，全扫描下高灵敏度等优点，可对复杂基质中的化合物进行定性确认。由于Q-TOF具有高扫描速度，可不用考虑化合物数量上的限制，实现大量农药同时高通量的筛查。还可将化合物的精确质量数与保留时间、同位素强度、同位素分布、二级碎片等信息结合，与特定化合物数据库匹配实现农药的无标准品快速筛查。因此，Q-TOF被广泛应用于水果和蔬菜、土壤、茶叶和食品中农药残留的筛查与确证中。但是粮谷样品的基体复杂，含有蛋白、脂肪等物质，不仅会干扰目标物(农药化合物)的分析，而且会对色谱柱和质谱造成致命的损害，故如何有效提取目标物并净化去除粮谷中的干扰杂质成为亟需解决的一个难题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种FaPEx-UPLC-Q-TOF非靶向快速筛查进口粮谷中未知农药残留的方法。本专利技术以FaPEx固相萃取为快速前处理方法，对农药化合物回收率高、稳定性好，并且能够有效去除干扰杂质，同时采用UPLC-Q-TOF对进口粮谷中常用农药进行无标准品快速定性筛查。该方法快速和分析通量高，可以为进口粮谷中农残的快速筛查和质量控制提供重要的方法依据。本专利技术的具体技术方案为：一种FaPEx-UPLC-Q-TOF非靶向快速筛查进口粮谷中未知农药残留的方法，包括以下步骤：(1)样品前处理：将粮谷添加到醋酸乙腈溶液中，提取粮谷中未知的农药化合物，然后离心分离，取上清液并将其倒入FaPEx固相萃取柱净化浓缩，收集滤出液，再次过滤后得到待测液备用。粮谷样品的基体复杂，含有蛋白、脂肪等物质，不仅会干扰目标物的分析，而且会对色谱柱和质谱造成致命的损害，故需要有效的提取和净化方法去除杂质干扰。本专利技术先采用农药残留提取溶剂l％醋酸乙腈，然后对FaPEx固相萃取柱与常用于农残检测的Envi-Carb和QuEChERS方法进行了比较。结果表明，FaPEx固相萃取柱的净化效果优于Envi-Carb柱和QuEChERS方法。Envi-Carb柱虽可去除大部分极性干扰基质，但去除其他干扰物的能力一般，净化效果较差。QuEChERS方法选取的净化吸附填料C18、PSA和Carb分别去除非极性、酸性和极性基质干扰，但是0～5min内TIC图基线较高，说明其中的极性干扰物质的含量较多。FaPEx固相萃取柱的净化效果最好，回收率以及稳定性高，前处理时间最短且操作简单。(2)UPLC-Q-TOF检测：将待测液通过配有反相色谱柱的液相色谱系统对农药化合物进行分离，采用配有电喷雾离子源的UPLC-Q-TOF，对农药化合物进行检测；(3)农药筛查：通过全息离子扫描模式，将同一时间点的样品母离子和子离子数据同时采集，结合使用AgilentMassHunter软件对实际样品中采集得到的数据进行农药残留筛查，由农药化合物列表进行检索，在定性软件中调用已建立的农药化合物列表，设置相应的检索参数；通过软件计算化合物的实测值与理论值的偏差，通过分子离子的精确质量偏差、同位素分布、同位素比例、二级碎片和保留时间这个五个方面计算，并给出相应的检索匹配得分值，对于检索结果得分值≥70的化合物，确认其为检出化合物。作为优选，步骤(1)的具体过程为：称取1.0g粮谷样品于50mL的具塞离心管中，加入5mL的1％醋酸乙腈溶液，剧烈震荡30秒，5000rpm离心5min，上清液倒入FaPEx萃取柱，以每秒1滴流速加压，收集滤出液，过0.22μm滤膜，得到待测液备用。本专利技术人发现，尽管将醋酸乙腈溶液提取与FaPEx萃取柱配合能够有效提取样品中残留农药化合物，但是样品预处理的条件也是非常重要的。本专利技术人根据自身多年经验以及经过长期探索，在付出大量具有创造性的劳动后，得出了在上述特定参数条件下进行样品预处理，能够最大限度地提取农药化合物以及排除干扰杂质。作为优选，步骤(2)的具体过程为：将待测液通过液相色谱系统进行农药化合物分离，配有反相色谱柱(AgilentPoreshellEC-183.0X150mm，2.7μm)；流动相A为5mmol/L的乙酸铵-水；流动相B为5mmol/L的乙酸铵-甲醇；色谱条件及梯度洗脱程序如下：序号时间(min)A(％)B(％)流速(mL/min)10.0095.05.00.320.5075.025.00.332.5050.050.00.3420.05.095.00.3525.05.095.00.3627.095.05.00.3727.595.05.00.4830.095.05.00.4同样的，本专利技术人根据本专利技术步骤(1)特定的样品预处理方法的特点，对流动相A和B的时间、浓度梯度和流速进行了特别的设定，在上述特定参数条件下，能够最大程度回收农药化合物和排除干扰杂质。作为优选，步骤(2)中部分参数设定为：柱温：40℃；进样量：10μL；电喷雾电离正离子模式(ESI+)；毛细管电压：4000V：干燥气温度：270℃，干燥气流量16L/min；鞘流气温度为300℃，鞘流气流速8L/min；雾化气压力276kPa，锥孔电压60V，碎裂电压380V，扫模式：全息离子扫描，全扫描质核比范围为50-1700m/z，RatioFragmentIon/PrecursorIonvs.AcquisitionTime(min)在0.5-2之间。同样的，本专利技术人根据本专利技术步骤(1)特定的样品预处理方法以及步骤(2)的特点，对上述参数进行了特别的设定，在上述特定参数条件下，能够最大限度地提高精确性。作为优选，步骤(3)中，所述检索参数为：保留时间限定范围为±0.5min，精确质量偏差为±1×10-5，离子化形式选择+H和+Na模式。本专利技术采用农药化合物列表对农药残留进行筛查，筛查方法涉及的检索参数包括精确质量数偏差，保留时间限定范围和离子化形式，对这些检索参数进行优化可以避免假阳性结果的产生，提高筛查的准确性。精确质量偏差为实际测定值与理论值之间的差异，精确质量数的偏差是化合物定性的重要依据。因此，考虑到基质中干扰物质影响的存在，本专利技术将质量偏差设置为±1×10-5较为合理。保留时间是化合物在色谱条件下的特征参数，因此其常作为气相、液相检测方法的定性依据。对于LC-Q-TOF方法而言，定性主要依赖于精确质量数，但保留时间的稳定性，也可作为辅助定性的重要依据。因此本专利技术对保留时间的限定与否，及其限定范围进行了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种FaPEx‑UPLC‑Q‑TOF非靶向快速筛查进口粮谷中未知农药残留的方法，其特征在于包括以下步骤：（1）样品前处理：将粮谷添加到醋酸乙腈溶液中，提取粮谷中未知的农药化合物，然后离心分离，取上清液并将其倒入FaPEx固相萃取柱净化浓缩，收集滤出液，再次过滤后得到待测液备用；（2）UPLC‑Q‑TOF检测：将待测液通过配有反相色谱柱的液相色谱系统对农药化合物进行分离，采用配有电喷雾离子源的UPLC‑Q‑TOF，对农药化合物进行检测；（3）农药筛查：通过全息离子扫描模式，将同一时间点的样品母离子和子离子数据同时采集，结合使用Agilent MassHunter软件对实际样品中采集得到的数据进行农药残留筛查，由农药化合物列表进行检索，在定性软件中调用已建立的农药化合物列表，设置相应的检索参数；通过软件计算化合物的实测值与理论值的偏差，通过分子离子的精确质量偏差、同位素分布、同位素比例、二级碎片和保留时间这个五个方面计算，并给出相应的检索匹配得分值，对于检索结果得分值≥70 的化合物，确认其为检出化合物。

【技术特征摘要】
1.一种FaPEx-UPLC-Q-TOF非靶向快速筛查进口粮谷中未知农药残留的方法，其特征在于包括以下步骤：（1）样品前处理：将粮谷添加到醋酸乙腈溶液中，提取粮谷中未知的农药化合物，然后离心分离，取上清液并将其倒入FaPEx固相萃取柱净化浓缩，收集滤出液，再次过滤后得到待测液备用；（2）UPLC-Q-TOF检测：将待测液通过配有反相色谱柱的液相色谱系统对农药化合物进行分离，采用配有电喷雾离子源的UPLC-Q-TOF，对农药化合物进行检测；（3）农药筛查：通过全息离子扫描模式，将同一时间点的样品母离子和子离子数据同时采集，结合使用AgilentMassHunter软件对实际样品中采集得到的数据进行农药残留筛查，由农药化合物列表进行检索，在定性软件中调用已建立的农药化合物列表，设置相应的检索参数；通过软件计算化合物的实测值与理论值的偏差，通过分子离子的精确质量偏差、同位素分布、同位素比例、二级碎片和保留时间这个五个方面计算，并给出相应的检索匹配得分值，对于检索结果得分值≥70的化合物，确认其为检出化合物。2.如权利要求1所述的一种FaPEx-UPLC-Q-TOF非靶向快速筛查进口粮谷中未知农药残留的方法，其特征在于，步骤（1）的具体过程为：称取1.0g粮谷样品于50mL的具塞离心管中，加入5mL的1%醋酸乙腈溶液，剧烈震荡30秒，5000rpm离心5min，上清液倒入FaPEx萃取柱，以每秒1滴流速加压，收集滤出液，过0.22μm滤膜，得到待测液备用。3.如权利要求1或2所述的一种FaPEx-UPLC-Q-TOF非靶向快速筛查进口粮谷中未知农药残留的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：周秀锦，陈宇，杨赛军，邵宏宏，张静，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：舟山出入境检验检疫局综合技术服务中心，
类型：发明
国别省市：浙江,33