11种除草剂类农药检测及 Xevo TQ新功能的使用

关键词： UPLC-Xevo TQ 、除草剂、农药、 PICS 、 ScanWave 、 Quanpedia

前言：

建立用 Waters UPLC-Xevo 系统检测 11 种 除草剂类 农药的检测方法。这 11 种农药属于季铵盐类强极性化合物，采用 Waters ACQUITY BEH HILIC 色谱柱，实现检测物质的良好保留，并实现这几种化合物的较好分离。本方法应用 Xevo TQ 的 IntelliStart 功能快速方便建立质谱方法，并使用 PICS 功能辅助定性，对于低浓度或低响应化合物，应用 ScanWave 功能有效增强离子强度，并 应用 Quanpedia 库自动导入和导出生成 MRM 方法及液相方法，实现多农残检测方法的快速建立。

实验方法

1 、材料、试剂和仪器

乙腈为色谱纯，实验用水为超纯水 (18M Ω ,TOC 3ppb) ，乙酸铵为优级纯，甲酸为优级纯， ACQUITY UPLC ® 超高效液相色谱系统， Xevo TQ 质谱系统

2 、实验条件

2.1 UPLC 方法
液相系统： Waters ACQUITY UPLC®
色谱柱： Acquity UPLC TM BEH HILIC 1.7 m m ， 2.1 ´ 50mm , P/N: 186003460
柱温： 35˚C
检测周期 ： 4 min
进样量： 10ul
流动相： A ： 250m mol NH4AC +1.4%FA H2O pH=3.7 B ： CH3CN ; 梯度洗脱
弱洗溶剂：乙腈 / 水 =90/10 ， 900ul
强洗溶剂：乙腈 / 水 =10/90 ， 300ul
梯度方法见下表：

表 1 检测梯度表

2.2 质谱方法

MS 系统 :Xevo TQ
离子化模式 :ESI+
毛细管电压 ： 0.55KV
源温度 ： 150 ° C
雾化气温度 : 450 ° C
雾化气流速 :950L/h
锥孔气流速 :10 L/h

质谱检测参数见表 2 。

表 2 MRM (Multiple Reaction Monitoring) 参数及各个农药保留时间、名称、化学式及在其相应检测浓度下的 PtP 信噪比

* ： DDAC 在空白中含有， 0.005ppb 时 DDAC 响应超过空白中值，因此定此值为检出限。

3 、数据处理系统

Masslynx 4.1 SCN729

结果与讨论

1. 标准品 、样品配制

11 种除草剂的混标用 1/9 水 - 乙腈溶液稀释配制。 0.05ug/ml 基质标准直接进样检测。

2 、 11 种除草剂的提取离子色谱图及重叠色谱图

图 1 11 种除草剂农药 MRM 检测定量离子色谱图

图 2 11 种除草剂农药总离子重叠色谱图

3 、 11 种除草剂农药检测灵敏度，进样量 10ul 。

采用开发的 UPLC-MS/MS 方法，配制 11 种农药的混标， 11 种农药具有不同的灵敏度响应，因此可得到其最低定量限 (LOQ=10:1 信噪比 ) 的检测浓度各有不同，各个农药在其相应检测浓度下的 PtP 信噪比，以及化学式等见表 2 所示。

4 、产物离子确认扫描 -PICS 功能 - 扩展定性能力：

在采集 MRM 数据时，设定基线噪音背景（ Background noise level ）的阈值（ Threshold ），当目标化合物响应强度超过此阈值，即可开启此目标离子的 MS Scan ， Daughter Scan ， ScanWave MS Scan 或 ScanWave Daughter Scan 。在得到 MRM 定量色谱峰的同时得到离子确认扫描结果，扩展定性能力！

在各个农药标准品的 MRM 图中，得到在过峰顶点处的 PICS 扫描图，根据分析物的母离子和子离子，很容易定性判断所对应的峰为何种农药。

另外，对于只有单个离子对的化合物，无法进行双离子对定性， PICS 功能在定性方面的优势就更显著。

下图 3 中，是 维库溴铵 515.5>356.4 离子对采集的 MRM PICS 扫描色谱图，在该 MRM 色谱图中提取了 1.36min 时间处的 PICS 质谱图（下图 4 ），与 维库溴铵标准品 PICS 质谱图或 MRM 方法比对， 即可判断该峰为 维库溴铵。

图 3 维库溴铵 515.5>356.4 离子对色谱图

图 4 库溴铵 515.5>356.4 PICS 扫描质谱图

应用 MassLynx 4.1 中的 TargetLynx 软件，可以对采集实际样品得到的 PICS 质谱图和标准 PICS Reference 质谱图进行比较，通过软件计算的 Forward Fit 和 Reverse Fit 数值，可以较为量化的判断样品和标准品中分析物的匹配度。

取一 11 种农药混标做为未知样品，图 5 是样品中 维库溴铵 PICS 质谱图和标准品 Reference 质谱图的匹配结果，样品一次进样即可得到分析物定性匹配和 MRM 定量结果，图 6 列出了 11 种农药在 MRM 检测中得到的 PICS 质谱图。

图 5 维库溴铵 PICS 质谱图和标准品 Reference 质谱图的匹配

图 6 11 种农药在 MRM 检测中得到的 PICS 质谱图

5 、 ScanWave 信号增强功能

ScanWave 能够根据荷质比 (m/z) ，使离子在碰撞池富集和释放，显著提高 SIR 和 MS 扫描时的灵敏度，在低含量分析物的扫描中具有很好的应用效果；同时在 MRM 检测过程中，能够和 PICS 功能同时使用，显著增强 PICS MS 质谱信号或子离子质谱信号。

应用实例 1 ，仍以维库溴铵（浓度为 20ppb ）为例，分别进行 Daughter Scan 和 ScanWave Daughter Scan 两种扫描实验，

图 7 Daughter Scan 和 ScanWave Daughter Scan 两种扫描方法

从得到的子离子扫描色谱图上，可以看到 ScanWave Daughter Scan 信号比 Daughter Scan 信号增强 5 倍多（见图 8 ）；同时，从两种扫描方式得到的质谱图上，也可以看到 ScanWave Daughter Scan 的质谱信号也要高出 5 倍（见图 9 ）。

图 8 SanWave 增强子离子扫描色谱图信号       图 9 SanWave 增强子离子质谱图信号

应用 实例 2 ，在 MRM 检测的同时，和 MRM 检测、 PICS 功能同时使用，明显增强 PICS 子离子扫描的灵敏度，提高了 7 倍多（见图 10 ）；同时，由于 Xevo TQ 超快的扫描速率，在 MRM 中， ScanWave 不影响 MRM 信号强度，不会影响 MRM 定量的准确度。

图 10 MRM 方法中 SanWave 增强 PICS 子离子质谱信号

该功能还可应用于全扫描功能中的信号增强，

7 、 Quanpedia 方法库

Quanpedia 是一个方法库，从数据库中基于化合物名称或化合物类别选择感兴趣的物质，可自动建立现成的 LC 方法（包括流动相、梯度方法、色谱柱等信息）、 MRM 方法、定量方法和进样序列方法。同样可以实现用户已有的 UPLC-MS/MS 方法的自行导入，补充和充实数据库的数据量，用于感兴趣化合物的快速筛查。

这里，对于建立的这 11 种农药 UPLC-MS/MS 检测方法，导入到数据库中，在不同的 UPLC-Xevo TQ 系统上可以传递通用。通过数据库生成 UPLC-MS/MS 检测方法，不需要标准品，即可方便的进行化合物快速筛查。

图 6 Quanpedia 数据库方法导入 11 种农药 UPLC-MS/MS 检测方法

在 Waters 现在的 UPLC-Xevo TQ 系统的 Quanpedia 数据库中已经具有大约 910 多种常见化合物的检测方法。

结论：

本文建立了用 Waters UPLC-Xevo 系统检测 11 种除草剂类农药的定量分析方法。方法的检出限 : 有 5 种化合物达到 pg/ml 级检测。通过 Xevo TQ 的 PICS 功能，对每个化合物在 MRM 检测同时，施加 PICS 功能辅助定性。

在低含量或低灵敏度分析物中 ， ScanWave 能够根据荷质比 (m/z) ，使离子在碰撞池富集和释放，显著提高 MS 扫描和 Daughter 扫描时的灵敏度；同时在 MRM 扫描中，能够和 PICS 功能同时使用，显著增强 PICS MS 质谱信号或 Daughter 质谱信号，而不会影响定量结果。

应用 Quanpedia 库自动生成 UPLC-MS/MS 检测的 MRM 方法，无需标准品即可进行感兴趣化合物的快速筛查。