摘要：本文采用 Agilent PAL RTC 自动化样品前处理平台与 Agilent 7890B GC/7000D GC/MS/MS 系统联用，对复杂基质中的多农药残留进行分析。样品前处理方法采用目前最新 miniSPE（固相萃取）技术，结合 PAL3 系列产品中的 PAL RTC 在线样品前处理平台，实现了 样品净化程序的自动化。利用软件直接通讯设计使 PAL RTC 与 GC/MS 操作软件实现联 机。采用同一规格的 mini-SPE GC 净化小柱，在线实现不同复杂基质的样品净化，并完 成实时进样。该平台适用于对待测样品中的农药残留进行大规模筛查分析，在实现自动净 化样品的同时，还可自动配制基质标准溶液、自动添加内标和分析物保护剂，真正实现 在线样品前处理与进样分析的无缝连接，且整个过程无需人工值守。实验结果表明，PAL RTC 自动化样品前处理平台运行稳定可靠，所有化合物的基质标准溶液的线性相关系数 均高于 0.995；净化效果突出，样品净化后溶液的全扫描谱图比较结果显示，mini-SPE 净 化效果优于传统 QuEChERS 方法；样品加标回收率出色，大部分化合物的回收率均处于 70%–130% 之间，满足农药残留检测的需求；系统稳定性优异，对 5 ng/g 加标样品重复 测定六次，在三种基质中的 133 种目标化合物中，超过 86.5% 化合物的测定结果 RSD 值 小于 10%。
前言： 随着农业生产技术的不断提高，农药的使用频率和种类不断增 加。目前法规中对农药的监测范围相比实际应用的农药还存在一 定差距。为合理、全面地监测植物源性食品的用药安全，需要采 用适用范围更广的监测手段。最近几年，由安捷伦和客户合作提 倡并发展出“大方法”筛查内容。其中监测的目标化合物可达上 千种，基本覆盖目前国内使用的所有农药种类。该方法一经推出 即受到广大食品分析客户的关注。 目前国际上流行的 QuEChERS 前处理方法具有快速、简便、 经济、高效、稳定和安全等特点，能够同时测定多种农药[1]。 其操作流程简便，是大批量样品前处理的优选方法。因此， QuEChERS 自 2003 年由 Anastassiades 等人推出之后[2]，便在食 品基质的多农药残留分析中得到广泛应用。但是不容忽视的是， QuEChERS 技术对于基质复杂的样品往往无法达到很好的净化效 果。因此在实际使用过程中，往往需要由经验丰富的操作者根据 实际样品的特点对吸附材料的成分和比例进行优化，以实现更好 的净化效果。 有没有一种比 QuEChERS 更简单、有效且适应范围广的样品前处 理技术呢？答案是肯定的。近几年兴起的 mini-SPE 技术结合了传 统色谱柱 SPE 技术的特点[3,4]，采用色谱级填料实现可与液相色谱 柱相媲美的分离净化效果。其突出特点在于：柱体积更小而柱效 更高，从而在实现更优异的净化效果的同时，还减少了样品上样 体积和淋洗溶剂体积；使用 mini-SPE 技术可将单一净化柱应用于 所有基质，无需再因不同基质对净化方法进行优化，降低了应用 的复杂程度和对分析人员操作经验的要求。该技术最重要的贡献 还在于真正实现了自动化样品净化。 本方法采用 ITSP Solution 公司提供的 mini-SPE 样品净化小柱， 使用 Agilent PAL RTC 作为样品自动化净化前处理和进样平台，自 动配制基质标准溶液，并根据需要加入分析物保护剂[5]。选用苹 果、橙子和油麦菜三种样品进行实际样品测试，将净化后的液体 样品直接引入 Agilent 7890B GC/7000D GC/MS/MS 分析系统， 在 MRM（多反应监测）模式下对近千种农药残留化合物进行筛 查和定量分析，真正实现了农药大筛查分析全流程的自动化。
实验部分 ：试剂和样品 乙腈：农药残留级，购自百灵威； 农药混合标准品：购自 AccuStandard； 内标标准品：磷酸三苯酯 (TPP)，购自 AccuStandard； 保护溶剂 (AP)：乙基甘油（Ethylglycerol，购自 Sigma），古洛 糖酸内酯（Gulonolactone，购自 Sigma），山梨醇（D-sorbitol， 购自 Sigma）。采用含有 1.1% 甲酸的 3:2 (v/v) 乙腈:水混合溶液 作为溶剂，配制包含这三种保护剂的混合溶液，使乙基甘油、 古洛糖酸内酯和山梨醇的浓度分别为 25 mg/mL、2.5 mg/mL 和 2.5 mg/mL； Agilent QuEChERS 萃取盐包：部件号 5982-5650，包含 4 g 硫酸 镁、1 g 氯化钠、1 g 柠檬酸钠和 0.5 g 柠檬酸氢二钠； mini-SPE 净化小柱（用于 GC/MS 分析）：内含 45 mg MgSO4/ N-丙基乙二胺 (PSA)/C18/CarbonX (20/12/12/1, w/w/w/w) 填 料，购自 ITSP Solution 公司 (Hartwell, GA; USA)； 样品：苹果、橙子、油麦菜三种样品，分别代表不同的基质类 型，购于超市。
仪器和设备 Agilent 7890B GC/7000D GC/MS，配备 EI 源； Agilent PAL RTC 自动化样品前处理平台，如图 1 和图 2 所示； 进样针 10 μL 注射器以及对应自动进样针套件； 进样针 25 μL 注射器以及对应自动进样针套件； 进样针 1 mL 注射器以及对应自动进样针套件；离心机：上海安亭科学仪器公司，TDL-5C 型； 分析天平：METTLER TOLEDO，AL104 型； 其它：Eppendorf 移液枪 2–20 μL，10–100 μL，100–1000 μL； 色谱柱：HP-5MS UI 毛细管柱，30 m × 0.25 mm × 0.25 μm（部 件号 19091S-433UI）。
样品前处理 选用苹果、橙子和油麦菜等三种样品进行分析，这三种样品分别 代表水果和蔬菜，并分别代表高含糖量和高叶绿素含量的样品。 按照 EN QuEChERS 方法进行样品萃取，分别配制样品溶液、基 质溶液和质控样品溶液。 基质空白溶液和实际样品前处理：将样品切块后放入组织捣碎机 中捣碎，形成匀浆。称取 10 g 样品（精确至 0.01 g）置于 50 mL 塑料离心管中，加入 10 mL 冷冻过的乙腈和 Agilent QuEChERS 萃取盐包和 1 颗陶瓷均质子，盖上离心管盖，剧烈振荡 1 min 后，在 4200 r/min 的转速下离心 5 min。对于每种基质，分别移 取 6 份 1 mL 萃取液，加入 6 个 2 mL 进样小瓶中。其中 5 瓶用于 后续自动配制基质加标校准标样，1 瓶用于制备实际分析样品。 基质加标样品前处理：将样品切块后放入组织捣碎机中捣碎， 形成匀浆。称取 10 g 样品（精确至 0.01 g）置于 50 mL 塑料离 心管中，分别向其添加目标分析物标准溶液，使其最终浓度分别 达到 5 ng/mL、10 ng/mL 和 50 ng/mL。每种浓度制备 6 个平行样 品。然后加入 10 mL 冷冻过的乙腈、Agilent QuEChERS 萃取盐包 和 1 颗陶瓷均质子，盖上离心管盖，剧烈振荡 1 min 后，在 4200 r/min 的转速下离心 5 min。然后将萃取液
自动化样品前处理流程 在 Agilent PAL RTC 自动化样品前处理平台上采用 mini-SPE 净化 小柱（见图 3）。将三种不同基质的 QuEChERS 萃取液分别移取 1 mL 加入 2 mL 进样瓶中，然后将其置于 PAL RTC 平台的样品模 块盘上，启动样品前处理程序。 图 3. mini-SPE 净化小柱 如图 4 所示，相比于传统的 QuEChERS 样品前处理方法， mini-SPE 能够节省一半以上的工作量。并且 PAL RTC 平台具有叠 加进样功能，如图 5 所示。无论待分析的样品有多少个，全部样 品前处理时间仅为第一个样品的样品前处理时间。因为从第二个 样品开始，在前一个样品运行的同时，仪器可自动计算下一个样 品前处理启动时间，实现第一个样品分析与第二个样品前处理同 时进行，从而减少所需的时间，并提高工作效率。
结果与讨论 mini-SPE 样品前处理与传统 QuEChERS 方法结果比较 为验证 mini-SPE 的净化效果与传统 QuEChERS 净化效果的区 别，特设计了一组对照试验。按照“样品前处理”部分所述方法 进行样品的提取。在传统 QuEChERS 样品净化中，吸取 6 mL 乙 腈层上清液加入至包含 QuEChERS 分散式固相萃取试剂盒（部 件号 5982-5056）的 15 mL 塑料离心管中，涡旋混匀 1 min；在 4200 r/min 的转速下离心 5 min；然后将全部上清液移至 2 mL 进 样瓶中，等待上机分析。而采用 PAL RTC 自动化样品前处理平台 进行处理时，吸取 2 mL 乙腈层上清液加入 2 mL 进样瓶中，置于 样品盘中，使用 PAL RTC 样品前处理平台通过 mini-SPE GC 净化 小柱进行自动化样品净化。 利用 GC/MS 全扫描模式对这两种净化方案的效果进行监测，苹 果、橙子和油麦菜萃取液经 QuEChERS 和 mini-SPE 净化后采集 的总离子流色谱图，分别如图 6–8 所示。从图中可以看出，采用 mini-SPE 净化后的实际样品萃取液，在色谱峰数量以及色谱峰响 应方面均明显优于传统 QuEChERS 的结果。并且根据后续目标化 合物的加标回收率结果可以看出，减少的色谱峰都是来自于杂质 干扰，而非目标物。由此可见，虽然 mini-SPE 净化填料体积小 且产品单一，但是该方案反而具有更强大的净化能力。mini-SPE 的净化效果更好，因此采用该方案进行复杂基质中的多农药残 留测定时，仪器需要维护的频率大大降低，提高了实验室的工作 效率。
