基质固相分散在色谱分析中的应用

基质固相分散在色谱分析中的应用
基质固相分散在色谱分析中的应用

基质固相分散在色谱分析中的应用

摘 要:MSPD作为一种崭新的SPE技术,对半固体、固体样品中目标成分分析具有独一无二的特性,国外已将此法广泛的应用于食品中药物残留、污染物和有害成分分析。本文介绍了MSPD在色谱分析中应用,并且讨论了MSPD 在样品处理中的理论和实践。

关键词:色谱分析;基质固相分散;萃取方法;应用

Abstract: Matrix solid-phase dispersion (MSPD) is a new solid-phase extraction (SPE) technique for separating some target substances from solid and semi-solid samples. Now, it has been found wide application in analysis of drugs and pesticide residues, pollutants, and other hazard components in food. This article provides a review of its applications in chromatographic analysis and discusses both practical and theoretical aspects for the use of MSPD in sample processing.

Key words:food analysis;matrix solid-phase dispersion;extraction methods;application

近年来已报道或已取得广泛应用的前处理技术主要有固相萃取(solid-phase extraction, SPE)、固相微萃取(solid-phase microextraction, SPME)、超临界流体萃取(supercritical fluid extraction, SFE)、加速溶剂萃取(accelerated solvent extraction, ASE)、微波辅助萃取(microwave aided extraction,MAE)、分子印迹技术(molecular imprinted technique,MIT)和凝胶渗透色谱(gel permeation chromatography,GPC)等。这些新技术符合现代人们对农药残留分析的环境友好、健康安全和高效经济的三大要求[1-11]。基质固相分散(matrix solid-phase dispersion MSPD)作为一种新的样品前处理技术同样具备了以上优点,并且在色谱分析中也取得了一定的进展。

一、MSPD原理

基质固相分散(MSPD,matrix solid-phase dispersion)是美国Louisiana州立大学的Barker教授在1989年提出并给予理论解释的一种快速样品处理技术,其独特之处在于样品中的成分分离分散在固体表面键合的有机相中,随后作为填料装柱,目标化合物被溶剂洗脱[12]。MSPD是在常规SPE基础上发展起来的,也是色谱的一种形式,符合其一般原则,但与其它色谱形式如SPE不同,其样品彻底分散在柱中,变成整个层析系统的一部分,可同时分散和萃取固体、半固体样品,自提出以来,MSPD 在各个领域得到广泛应用,尤其是在食品中药物、毒物的安全分析中,显示出独一无二的特性。

MSPD 方法的首次提出是用来处理动物组织样品,其原理是将该样品与涂渍有C18等的各种聚合物担体固相萃取材料一起研磨,得到半干状态的混合物并将其作为填料装柱,然后用不同的溶液淋洗柱子,将各种待测物洗脱下来。其依据是采用脂溶性材料(C18)破坏细胞膜并将组织分散,除C18外,C3、C8也可充当分散剂。在硅胶固相萃取材料表面键合有机相,在样品与固体材料搅拌的过程中,利用剪切力作用将组织分散。键合的有机相如溶剂或洗涤剂,将样品组分溶解和分散在支持物表面。这大大增加了萃取样品的表面积,样品按各自极性分布在有机相中,如非极性组分分散在非极性有机相中,这受此过程的动力变化影响。小的、极性分子(水)与硅胶粒子上的硅烷醇结合,也可与基质组分形成氢键;大的、弱极性分子则分散在多相物质表面。显微扫描电镜观察可证明MSPD方法对样品基质分离分散效果明显,而且经过MSPD得到的萃取物在仪器分析前一般不需再处理。

二、MSPD过程

MSPD所需装置非常简单,粘性、半固体或固体样品与固体吸附材料在研钵中充分的搅拌,达到完全分离分散。因为固体吸附剂吸水,所以样品不会很稀,将混合样品转移到层析柱或注射器中,进行层析洗脱,以分离目标分析物或其它

样品成分。

具体操作过程有以下几个步骤:(1) 混合分散过程。将样品与固相吸附剂(样品与支持物质量比1:2或1:4)混合放入研钵中研磨,研钵与研棒应该用玻璃的,因为瓷的或其它多孔渗水材料会使被分析物或样品损失。研磨力度与时间应考虑被分析物和样品的稳定性,被分析物不同,搅拌时的力度不同,样品分散程度也不同。(2) 装柱。混合过程完成后,立即将混合物装入柱中,柱子由注射器或其它类似装置改装而成,柱底放一滤纸片,以免样品损失。在样品上方放另一滤纸片,用注射器活塞将样品压紧。层析过程中经典的理论仍适合于MSPD,一是装柱时要防止起泡和缝隙的产生,二是避免过分挤压柱中的材料。(3) 洗脱。装好柱子后,用溶剂冲洗研钵和研棒,之后转入柱子,容积通常用量为8ml。实验表明:0.5g样品与2g固相支持物混合时,用4ml溶剂即可将大多目标分析物洗脱。用一系列洗脱剂冲洗柱子,开始用非极性的正己烷,之后逐渐增加极性( 乙酸乙酯、乙晴、甲醇) 最后如有必要可用水冲洗。典型单一化合物洗脱选择中等极性洗脱剂、用酸、盐等调整的溶剂或改变其它溶剂的比例进行洗脱。大多数MSPD 洗脱剂靠重力流动,一些情况下可用橡皮球在柱顶加压,或使用真空减压装置控制流速。简要操作过程如下图所示。

三、MSPD的影响因素

影响MSPD的因素与SPE相似,都是基于色谱原理分离和提取目标化合物,但MSPD较SPE复杂,它将样品分散到整个柱中,并与固定相、担体、淋洗剂都发生动态反应。因此,影响MSPD的因素有基质种类、固定相的性质、担体的性质、洗脱剂的性质等[12]。

(1) 基质种类的影响。MSPD主要用于固体、半固体或粘性液体样品中农药

残留的分析。MSPD中基质作为柱子的一部分,因此基质对目标化合物的测定结果和回收率会产生很大的影响。同一目标化合物在不同的基质中,会因为基质脂类、蛋白质含量及其分布的不同而结果不同。另外,目标化合物流出的同时,基质组分也会与洗脱剂、固定相发生动态反应,有些组分会被洗脱。但由于目标化合物和共萃取物的相对极性不同,用不同溶剂淋洗,可以将其分离,并除去这些潜在干扰因素。因此,基质与固相的相互作用以及流动相会对化合物的洗脱顺序有很大影响。

(2) 固定相的性质。固定相种类和性质在MSPD中具有很重要的作用,与SPE类似,正相MSPD所使用的吸附剂都是极性的,如键合硅胶、氧化铝、硅镁吸附剂等,用来萃取极性物质;反相MSPD所用的吸附剂通常是非极性的或弱极性的,如C8、C l8、苯基柱等,所萃取的目标化合物是中等极性到非极性的化合物。在保证回收率的前提下尽量使用能够使提取液尽量干净的固定相。

(3) 担体的性质。目前大多数MSPD所采用的担体为硅胶键合固相支持物,其中有机相发挥作用。担体的孔径对MSPD效果没有明显影响,然而其粒径相对来说影响较大。粒径太小会使流速很慢,甚至滞留;粒径太大会使表面积太小,吸附能力减弱。大多MSPD应用中使用40μm粒径,也有使用40~100μm混合粒径的硅胶,使MSPD效果更好。

(4) 洗脱剂的性质。与SPE和液相色谱分离机理相同,洗脱剂与固定相的相对极性的强弱决定组分流出的先后顺序。一般先用极性较小的溶剂,如正己烷淋洗,再慢慢增加溶剂的极性。在MSPD中,选择洗脱剂必须同时考虑到样品基质成分的保留和洗脱,最佳洗脱剂设计是使更多的基质留在柱中,而使尽量多的目标化合物流出,从而达到分离、净化的目的。

四、MSPD应用

MSPD 是在常规SPE 基础上发展起来的,并很快实现了商品化,可以不用萃取溶剂,是真正意义上的固相萃取。它与常规SPE相比具有显著优点,MSPD 浓缩了传统的样品前处理中所需的样品匀化、组织细胞裂解、提取、净化等过程,避免了样品均化、沉淀、离心、转溶、乳化、浓缩等造成的被测物的损失[15]。MSPD适用于农药的多残留分析,特别适合于进行一类化合物或单个化合物的分离,内源物或外源物均可。除动物组织外,还适合于植物样品。MSPD不仅提高了分析速度,使现场监测成为可能,而且更适用于自动化分析。

近年来MSPD在样品分离萃取中的应用相当普遍。它已被应用到人血、动物组织、奶、苹果、桔子、梨、土豆、生菜等样品的安全分析中。MSPD最频繁的使用是从牛奶和动物组织中分离药物。最近MSPD被发现应用在除草剂,农药和其它果蔬及加工产品的污染物中。MSPD技术被用来检测果蔬,牛奶,油等的农药残留,MSPD也被证明可在单一样品中分离一类或几类药物多残留。下面

详细介绍一下近两年来MSPD在色谱分析中的应用。

邵华等[13]研究并建立了以石墨化碳黑为吸附剂的分散固相萃取法,同时提取和净化分析蔬菜中48种农药残留。该法对包括有机氯类、有机磷类、拟除虫菊酯类、氨基甲酸酯类、苯基甲酰脲类农药和三唑类杀菌剂在内的48种农药能够准确定量测定,且灵敏度高,方法检出限为0.001- 0.145 mg/kg。

白亚之等[14]应用MSPD柱前分离技术提取样品中残留物,并且通过实验确定了适宜的洗脱顺序和用量,使得被测组分得到了选择性的提取,从而较彻底的消除了杂质对测定的干扰。应用高效液相色谱法对食物中痕量西维因和抗蚜威进行测定,方法简单,易于操作,所获得的结果较理想。

胡小钟等[15]建立了渔业饲料和鱼中HBCDs的测定方法,采用MSPD处理样品,同位素稀释定量,高效液相色谱-电喷雾串联质谱(HPLC-ESI-MS/MS)法进行测定,三种异构体的检出限分别为0.002、0.002、0.001 ng/g,方法的准确度和精密度均符合残留分析的要求。

杨红兵等[16]运用基质固相分散-气相色谱法,建立了枸杞中拟除虫萄酯类农药残留的检测方法。结果甲氰菊酯、三氟氯氰菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯、溴氰菊酯5种农药在20 rain内完全分离,最低检测限为1.960~6.296μg/kg,方法简便快捷、选择性强,符合农药多残留分析要求。

乌日娜等[17]建立并比较了分别采用基质固相分散(MSPD)和氰基柱固相萃取(SPE)两种前处理技术,高效液相色谱(HPLC)检测苹果(汁)中棒曲霉素的方法。两种方法的回收率和变异系数均满足检测要求。结果表明,建立的两种方法简便、快速、准确,各有优缺点,不同的样品中棒曲霉素的前处理应采用不同的方法。

宋欢等[18]建立了兔肉中四环素类药物的MSPD-HPLC-UV分析法。通过样品和C18填料研磨混合、装柱、淋洗、富集、反相HPLC测定,建立了同时检测兔肉中土霉素、四环素、金霉素、强力霉素4种四环素类药物多残留的基质固相分散-液相色谱分析方法。该方法具有灵敏、准确、简便、检测限低等优点,适用于畜产品中上述4种四环素类抗生素残留的同时检测。

吕旭健等[19]建立了基质固相分散萃取气相色谱(MSPD-GC)多残留分析方法。实验证明基质固相分散萃取是简单高效的萃取净化方法,采用弗罗里硅土为基质分散萃取处理蔬菜,选择乙酸乙酯/丙酮(9:1)作为洗脱液可以达到同时样品提取和净化的目的,回收率、变异系数最低检出浓度均满足检测要求。该方法具有快速、经济、省时、省力优点。

李晶等[20]以基质固相分散(MSPD)为样品前处理方法,利用GC-ECD测定了人参中五氯硝基苯及其代谢物五氯苯胺和甲基五氯苯基硫醚残留量,方法检出限小于2μg/kg。与传统的前处理方法相比,基质固相分散萃取简便、快捷,有机溶

剂用量很少,成本低,方法准确可靠,检出限低,该方法适用于人参中五氯硝基苯及其代谢物残留的快速检测。

刘茜等[21]采用基质固相分散样品前处理方法,以弗罗里硅土和无水硫酸钠为固相分散剂,丙酮-正己烷(体积比为40:60)为洗脱剂。采用高效液相色谱-二极管阵列检测器分析,检出限低,线性范围宽,回收率和精密度等指标均能满足农残分析的要求。

彭金云等[22]建立了以弗罗里硅土为固相吸附剂,石墨化碳黑为净化剂,丙酮为洗脱液,甲醇-水(体积比10:1)为流动相,HPLC/UVD测定甘蔗中痕量甲拌磷、特丁硫磷农药残留量的方法。结论是基质固相分散法能对甘蔗中有机磷农药进行较好的提取,并将样品中的其他杂质净化,其操作方便、快捷,省淋洗溶剂。所建立方法具有检测限较低、准确度较高、精密度较好、线性范围较宽的特点,能满足农药残留量的分析要求。

王荣艳等[23]以对模板分子具有较强识别特性的分子印迹聚合物为基质固相分散吸附剂,提取牛奶中痕量氯霉素,最后用HPLC法测定。研究了氯霉素分子印迹聚合物对样品中氯霉素的提取和净化效果,在优化条件下,方法的检出限为0.15 ng/mL,适用于牛奶中氯霉素残留的测定。

施祖灏等[24]采用乙腈萃取-蒸发浓缩、乙腈萃取-固相萃取(SPE)、基质固相分散萃取(MSPD)和MSPD-SPE 4种方法对鸡组织中含地克珠利和妥曲珠利残留的样品的前处理效果进行了比较。前3种方法的平均回收率均达到70%以上,能满足残留分析的要求。其中MSPD方法与其他方法相比,节约时间60%以上,节约溶剂也达60%。采用基质固相分散萃取作为鸡组织样品的前处理方法。建立了鸡组织中地克珠利和妥曲珠利残留的MSPD-HPLC/UV同时分析检测方法,该方法在准确度、精密度上均达到了残留分析的要求。

殷培军等[25]建立了一种应用基质固相分散-高效液相色谱(MSPD-HPLC)法,同时测定大蒜中2, 4-二氯苯氧乙酸、2, 4-二氯苯氧丙酸及2, 4-二氯苯氧丁酸等3种2, 4-D类除草剂残留的方法。大蒜样品与基质固相分散介质ODS一起研磨,所得分散体系以水洗去干扰杂质,再用甲醇洗脱得分析液,经HPLC分析得到最低检测限为0.071~0.11μg/kg。

洪海燕等[26]建立了基质固相分散-高效液相色谱(MSPD-HPLC)法同时测定大蒜中3种苯氧羧酸类除草剂残留的方法。大蒜样品与基质固相分散介质ODS 一起研磨,所得分散体系以水洗去干扰杂质,再用甲醇洗脱得分析液,经反相HPLC检测最低检测限为0.009~0.018μg/kg。

曹鹏等[27]建立了食用植物油中痕量苯并[a]芘的基质固相分散萃取-高效液相色谱(MSPD-HPLC)检测方法。以C18和Florisil硅土作分散剂,乙腈为洗脱剂,

洗脱液氮吹浓缩后HPLC测定。结果表明加标回收率在92%~102%,相对标准偏差RSD在3.1%~3.8%。

张倩等[28]将基质固相分散样品(MSPD)前处理法用于不同蔬菜中阿维菌素的残留分析,对MSPD各参数进行了设计和优化,建立了4 种蔬菜中阿维菌素的MSPD前处理法。样品采用碱性氧化铝提取,石墨化碳黑净化,乙腈洗脱,HPLC/MS快速筛选、定量及确证。3个浓度水平阿维菌素标准溶液在4 种蔬菜上的添加回收率在80.4%~103.6%之间,相对标准偏差小于8%,符合农药残留分析要求,说明MSPD法可以用于新鲜蔬菜样品中阿维菌素的残留分析。

俞志刚等[29]基于基质固相分散萃取(MSPD)-快速高分离液相色谱紫外和质谱检测法,测定了果蔬中9种三嗪类除草剂的残留量,方法的最低检出限(LOD)为0.002 mg/kg;加标回收率介于75.2%~95.6%之间,相对标准偏差(RSD)小于11%。

张立金等[30]建立了蔬菜中多种农药残留的基质固相分散(MSPD)前处理以及气相色谱-质谱的检测方法。蔬菜样品经粉碎、与佛罗里硅土混匀研磨、装柱、乙酸乙酯淋洗、浓缩后,利用气相色谱-质谱在选择离子监测模式下进行快速定性定量分析。研究结果表明,在上述优化条件下,61种农药回收率在73.1%~114.9%,相对标准偏差小于15.3%,最低检出限保持在0.002~0.0lmg/kg之间,方法具有快速、经济、省时、省力等优点,并且最低检出限低,灵敏度高,回收率和线性良好,可用于蔬菜中的多种农药残留的常规测定。

孙福生等[31]应用基质固相分散-反相液相色谱技术建立了提取、检测蔬菜中二甲戊乐灵农药残留的分析方法。研究了提取及测定条件对检测二甲戊乐灵的影响,确定了最佳提取条件。应用此方法测定了某些蔬菜样品中二甲戊乐灵农药残留,测定相对标准偏差为2.2%~5.2%,方法检出限在5.5~10ng范围内。

肖亮等[32]建立了基质固相分散萃取-反相高效液相色谱检测利符隆、灭草隆、敌草隆和绿麦隆4种苯脲类除草剂的新方法。茶叶样品与C18填料混合碾磨后与中性氧化铝一起装柱,二氯甲烷为淋洗剂,使样品的萃取与净化一步完成。优化了MSPD法和色谱分析的各种影响因素该方法简单、快速、干扰少、回收率高,符合茶叶中除草剂残留分析要求。

五、MSPD存在的问题与展望

MSPD是一种基于SPE 的样品前处理技术可直接处理固体半固体和粘性液体样品,提取净化一步完成。它的独特之处在于样品分离分散在固体表面键合的有机相中,成为整个层析系统的一部分,提供样品分离新空间,可以避免样品均化沉淀离心转溶乳化浓缩等造成的被测物的损失,节约了分析时间,减少了溶剂用量,操作简单分析结果相同或优于传统方法,同时易实现自动化[33]。因此MSPD

在农药残留检测领域得到了广泛应用但是MSPD用于农药残留分析时主要存在以下两个方面问题一方面目前随着农药残留限量标准日益严格由于MSPD取样量较少故所得检测限较高不能满足残留分析要求要解决上述问题一是在取样量较少的情况下采用价格昂贵精密度更高的仪器(GC/MS LC/MS 等)进行检测二是增加取样量,但给净化增添难度。因此,在一定程度上限制了其发展;另一方面,MSPD方法中样品与被分析的目标化合物一同分散在固体表面键合的有机相中,目标化合物随洗脱剂流出的同时样品成分也被洗脱,难以分离达到理想的净化效果。可以预见随着科技的进步和现代检测手段的不断发展,MSPD必将进一步成熟,其在色谱分析中的应用必将越来越广泛。

参考文献:

[1] 冯世德, 王波, 曲红杰. 农药残留分析技术进展概述[J]. 黑龙江农业科学, 2005, (3): 27-29.

[2] 于徊萍, 王彩梅. 食品农药残留分析的现代进展[J]. 吉林粮食高等专科学报, 2001, 16(1): 15-17.

[3] 杨曼君. 农药残留分析中的提取新技术[J]. 农药科学与管理,2000, 21(1): 13-15.

[4] 黄德智, 岳永德, 汤锋. 农药残留分析的研究进展[J]. 安徽农业科学, 2002, 30(4): 523-526, 541.

[5] 吴春先, 慕立义. 我国农药残留分析技术发展概述[J]. 农药科学与管理, 2002, 23(2): 13-16.

[6] 冯秀琼. 农药残留分析技术进展概况[J]. 农药, 1998, 37(2):8-10.

[7] Walter F, John W P, Robert A G, et al. Supercritical fluidextraction of organochlorme pesticides in eggs[J]. Agric Food Chem, 1999, 47: 206-211.

[8] Jimenez J J. Determination of rotenone residues in raw honey by solid-phase extraction and high-performance liquid chromatography[J]. Chromatography A, 2000, 871: 67-73.

[9] 曲虹云, 张军民. 当前国际上先进的农药残留分析技术[J]. 黑龙江农业科学, 2000, 37(5): 37-39.

[10] 陈华才. 简论农药残留量检测中的样品前处理技术[J]. 中国计量学院学报, 2002, 13(3): 240-244.

[11] 易军, 李云春, 弓振斌. 食品中农药残留分析的样品前处理技术进展[J]. 化学进展, 2002, 14(6): 415- 424.

[12] 乌日娜, 李建科. 基质固相分散在食品安全分析中的应用[J]. 食品科学, 2005, 26(6): 266- 268.

[13] 邵华, 刘素, 杨锚等. 石墨化碳黑分散固相萃取二气相色谱二质谱法测定蔬菜中农药多残留[J]. 农业质量标准, 2003, 3: 43- 45.

[14] 白亚之, 张晓, 李崇瑛. MSPD-HPLC测定大米中痕量西维因和抗蚜威残留[J]. 化学工程与装备, 2008, 4: 120- 122.

[15] 胡小钟, 徐盈, 胡德聪. 六溴环十二烷异构体在鮰鱼体内的浓度分布与生物累积特征. 分析科学学报, 2008, 24(2): 125- 130.

[16] 杨红兵, 鲁立良, 王自军. 枸杞中拟除虫菊酯农药残留量的检测研究[J]. 时珍国医国药, 2008, 19(4): 846- 847.

[17] 乌日娜, 牛乐, 胡虹. MSPD和SPE两种方法前处理苹果(汁)中棒曲霉素的比较研究[J]. 食品工业科技, 2008, 29(5): 277- 282.

[18] 宋欢, 林勤保, 连庚寅等, 基质固相分散-高效液相色谱法测定兔肉中四环素类药物多残留[J]. 食品科学, 2008, 29(1): 250- 253.

[19] 吕旭健, 王亮, 周颖. 基质固相分散萃取测定黄瓜中多种农药残留[J]. 浙江农业科学, 2009, 6: 1197- 1199.

[20] 李晶, 董丰收, 刘新刚等, 基质固相分散萃取-气相色谱法同时检测人参中五氯硝基苯及其代谢物残留[J]. 农业环境科学学, 2009, 28(1): 216- 220.

[21] 刘茜, 刘晓宇, 邱朝坤等. 基质固相分散-高效液相色谱法测定鲫鱼肌肉中残留的辛硫磷[J]. 色谱2009, 27(4): 476- 479.

[22] 彭金云, 韦良兴, 农克良等. 基质固相分散-高效液相色谱法测定甘蔗中痕量甲拌磷和特丁硫磷[J]. 广东农业科学, 2009, 11: 169- 171.

[23] 王荣艳, 王培龙, 佘永新等. 分子印迹基质固相分散-液相色谱法测定牛奶中的氯霉素残留[J]. 分析试验室, 2009, 28(8): 26- 28.

[24] 施祖灏, 葛庆联, 陆俊贤等. 同时检测2种均三嗪类抗球虫药物残留的样品前处理方法的比较[J]. 色谱, 2009, 27(3): 303- 307.

[25] 殷培军, 郝双红, 洪海燕等. MSPD-HPLC法测定大蒜中3种2, 4-D类除草剂的残留[J]. 青岛农业大学学报(自然科学版), 2009, 26(3): 218- 221.

[26] 洪海燕, 张相飞, 魏艳等. MSPD—HPLC法测定大蒜中3种苯氧羧酸类除草剂的残留[J]. 农药, 2009, 48(10): 744- 746.

[27] 曹鹏, 孙福生. 基于MSPD-HPLC法的食用植物油中苯并[a]芘含量测定[J]. 安徽农业科学, 2009, 37(30): 14556- 14557.

[28] 张倩, 杜海云, 冯磊等. MSPD-HPLC/MS(ESI)法测定蔬菜中的阿维菌素[J].中国农学通报, 2009,25(20): 110- 114.

[29] 俞志刚, 丁为民, 何敬等. MSPD-RRLC-UV/MS法同时检测果蔬中9种三嗪类除草剂残留量[J]. 分析试验室, 2009, 28(9): 38- 42.

[30] 张立金, 王晓. 基质固相分散-气相色谱-质谱法检测蔬菜中的农药多残留[J].山东科学, 2010, 23(1): 12- 14.

[31] 孙福生, 董杰. 基质固相分散-反相液相色谱法测定蔬菜中二甲戊乐灵农药残留[J]. 分析试验室, 2010, 29(2): 69- 72.

[32] 肖亮, 王园朝, 成美容. 基质固相分散-反相高效液相色谱测定茶叶中苯脲类除草剂残留[J]. 茶叶科学, 2010, 30(1): 52- 56.

[33] 段劲生, 王梅, 孙明娜等. 基质固相分散在农药残留分析中的应用研究进展[J]. 农药, 2006, 45(8): 508- 510.

基质分散固相萃取_高效液相色谱__省略_12种禁用化合物的快速筛

第9卷第3期食品安全质量检测学报Vol. 9No. 3 2018年2月Journal of Food Safety and Quality Feb. , 2018 基质分散固相萃取-高效液相色谱-轨道离子 阱高分辨质谱法对水产品中12种禁用 化合物的快速筛查和确证 程甲1*, 赵善贞1, 霍忆慧1, 李优1,李建辉2, 高梦捷3, 伊雄海1, 邓晓军1 (1. 上海出入境检验检疫局, 上海200135; 2. 北京出入境检验检疫局, 北京100026; 3. 赛默飞世尔科技(中国)有限公司, 上海201206) 摘要:目的建立基质分散固相萃取-轨道离子阱高分辨质谱法快速筛查、确证水产品中12种禁用化合物。 方法采用乙腈提取, PSA(乙二胺-N-丙基填料)以及C18净化。选用0.1%甲酸(V:V)(A)和0.1%甲酸-乙腈(V:V)(B) 作为流动相洗脱正模式监测的化合物; 选用0.05%氨水(V:V)(A)和乙腈(B)作为流动相洗脱负模式监测的化合 物; 采用轨道离子阱高分辨质谱仪, 在全扫描(full MS)-数据依赖扫描(ddMS2)模式下进行检测。结果本方法 的定量限为0.1~1 μg/kg; 在鱼、虾、蟹、贝4种基质中, 12种化合物的平均回收率分别为84.5%~104%、 90.9%~107%、91.5%~105%、93.8%~103%, 相对标准偏差(relative standard deviation, RSD)均小于20%。 结论本方法快速、简便、灵敏度高, 适用于水产品中多种禁用化合物的快速筛查和确证。 关键词:基质分散固相萃取; 高效液相色谱-轨道离子阱高分辨质谱; 水产品; 禁用化合物 Rapid screening and confirming of 12 kinds of prohibited compounds in aquatic products by QuEChERS-high performance liquid chromatography-quadrupole/electrostatic field orbitrap high resolution mass spectrometry CHENG Jia1*, ZHAO Shan-Zhen1, HUO Yi-Hui1, LI You1, LI Jian-Hui2, GAO Meng-Jie3, YI Xiong-Hai1, DENG Xiao-Jun1 (1. Shanghai Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Shanghai 200135, China; 2. Beijing Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Beijing 100026, China; 3. Thermo Fisher Scientific Co, Ltd. (China), Shanghai 201206, China) ABSTRACT: Objective To establish a method for screening and confirming 12 kinds of prohibited compounds in 基金项目:上海市技术性贸易措施应对专项(15TBT005)、上海检验检疫局科技计划项目(HK006-2017)、国家质量监督检验检疫总局科技计划项目(2016IK021, 2017IK144) Fund: Supported by Shanghai Technical Trade Measures Response Item (15TBT005), Science and Technology Planning Project of Shanghai Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau (HK006-2017) and the Science and Technology Planning Project of General Administration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine of People Republic China (2016IK021, 2017IK144) *通讯作者:程甲, 工程师, 主要研究方向为食品安全。E-mail: chengjia@https://www.360docs.net/doc/4d3159506.html, *Corresponding author: CHENG Jia, Engineer, Shanghai Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Shanghai 200135, China. E-mail: chengjia@https://www.360docs.net/doc/4d3159506.html,

基质固相分散在色谱分析中的应用

基质固相分散在色谱分析中的应用

摘 要:MSPD作为一种崭新的SPE技术,对半固体、固体样品中目标成分分析具有独一无二的特性,国外已将此法广泛的应用于食品中药物残留、污染物和有害成分分析。本文介绍了MSPD在色谱分析中应用,并且讨论了MSPD 在样品处理中的理论和实践。 关键词:色谱分析;基质固相分散;萃取方法;应用 Abstract: Matrix solid-phase dispersion (MSPD) is a new solid-phase extraction (SPE) technique for separating some target substances from solid and semi-solid samples. Now, it has been found wide application in analysis of drugs and pesticide residues, pollutants, and other hazard components in food. This article provides a review of its applications in chromatographic analysis and discusses both practical and theoretical aspects for the use of MSPD in sample processing. Key words:food analysis;matrix solid-phase dispersion;extraction methods;application

固相萃取简介

固相萃取(Solid Phase Extraction,简称SPE)是从20世纪80年代中期开始发展起来的一种样品前处理技术。它是通过固体吸附剂的选择性吸附和洗脱将液体样品(固体样品也可制成液体样品)中的目标化合物与干扰化合物分离,以达到富集、分离、净化样品的目的。SPE是一个包括液相和固相的物理萃取过程,在固相萃取过程中,吸附剂对目标化合物的吸附力大于样品母液,当样品通过SPE柱时,目标化合物被吸附在固体表面,其他组分则随样品母液通过柱子,最后再用适当的溶剂将目标化合物洗脱并收集,然后进行色谱分析。 固相萃取的主要影响因素 固相萃取是一个目标物在固定相上吸附、解吸附/洗脱的过程,因此影响吸附、解吸附/洗脱的因素都会直接影响萃取的效率,如填料类型、洗脱溶剂的强度、pH、流速等。 填料填料是固相萃取技术的核心,选择对目标物具有适中吸附性的SPE柱填料是确保检测准确的前提。当然针对同一种目标物,我们可以选择不同的柱填料,但是要注意方法的调整。 洗脱溶剂的强度固相萃取是固定相—填料与流动相—上样溶剂/洗脱溶剂对 目标物的竞争吸附作用,所以在上样时,要选择有机溶剂含量或pH都合适的上样液,以避免目标物在上样时漏掉;而在洗脱时,也必须选择适合的洗脱溶剂强度,即有机溶剂的含量或pH,以确保能将吸附在填料上的目标物彻底洗脱下来。 pH 对于离子交换固定相,被分析成分与干扰物质的pKa(等电点)各不相同。通过调节溶剂pH的大小,可以使固定相带电荷,被分析物带相反电荷,而使干扰物质不带电荷;或使固定相带电荷,干扰物质带相反电荷,而使被分析物不带电荷。 流速上样流速和洗脱流速会影响吸附或解吸附/洗脱的效果,上样和洗脱的流速一般控制在1mL/min以内。对于大样量痕量样品的富集,如环境水样中有机物的富集,上样最大流速不超过5mL/min。除了以上的几个因素,一些操作步骤完成的情况,如活化的程度、淋洗步骤的抽干等,也会影响结果的回收率或重现性。 固相萃取种类及特点 固相萃取实质上是一种液相色谱分离,按照萃取机理的不同,固相萃取可分为正相(吸附剂极性大于洗脱液极性)、反相(吸附剂极性小于洗脱液极性)和离子交换吸附。正相固相萃取所用的吸附剂都是极性的,用来萃取(保留)极性物质,可以从非极性溶剂样品中吸附极性化合物;反相固相萃取所用的吸附剂通常是非极性的或极性较弱的,所萃取的目标化合物通常是中等极性到非极性化合物;离子交换固相萃取所用的吸附剂是带有电荷的离子交换树脂,所萃取的目标化合物是带有电荷的化合物。随着人们对固相萃取原理的熟悉,以及对固相萃取操作的熟练,填料越来越成为固相萃取的核心。填料不同,萃取的特点和应用也不同。按照填料种类的不同,固相萃取可以分为以下四类:

分散固相萃取-离子阱质谱法(QuEChERS-GCMSMS)

分散固相萃取-离子阱质谱法(QuEChERS-GCMSMS )分析中药中的农药多残留 Application Notes_C_GCMS-31 吕建霞 余翀天 赛默飞世尔科技(中国)有限公司 引言 中药为我国的传统中医特有药物,为我国的民族文化瑰宝。据统计,我国用于饮片和中成药的药材有1000-1200余种,其中约有20%的中药材来自人工栽培[1]。随着人工栽培过程中农药的使用,使得中药材极可能受到农药的污染,中药材中农药残留的存在直接危害着人类的健康。《中国药典(2015版)》[2]中提供了多种农药残留的同时检测方法,采用分散固相萃取的前处理方法,气相色谱串联质谱法的检测手段进行检测。本文依据此方法建立了分散固相萃取-气相色谱串联质谱法对中药中60种有机氯、有机磷及拟除虫菊酯农药残留同时检测,结果表明该方法灵敏度好,回收率高,线性范围好。仪器 Trace1310-ITQ 气相色谱离子阱质谱仪,配EI 源(Thermo Scientific );AS1310 自动进样器(Thermo Scientific )均质器、离心机、天平、漩涡混合器、氮吹仪(Thermo Scientific )耗材 色谱柱:TG-5MS (30 m ×0.25 mm ×0.25 μm )(Thermo Scientific )QuEChERS 产品:萃取管,50 mL 含6.0 g 无水硫酸镁和1.5g 醋酸钠(PN :60105-210);净化管,15 mL 含900 mg 无水硫酸镁、150 mgPSA 、150 mgC18(PN :60105-227)(Thermo Scientific ) 关键词 分散固相萃取;离子阱质谱;TG-5 sil 色谱柱;中药;农药残留目标 建立高效的气相色谱串联质谱检测方法,灵敏、快速的测定中药中的多种农药残留;样品中的农药经分散固相萃取净化,离子阱质谱采用二级质谱模式检测,灵敏度高 试剂与标准品 农药标准 溶液购自国家标准物质中心,浓度100 mg/L 。乙腈:色谱级。冰醋酸。 0.1%醋酸-乙腈溶液:加10 mL 冰酯酸到990 mL 的乙腈。标准溶液的制备 单一农药标准溶液各取适量,用正己烷稀释定容,得浓度为1 mg/L 的混合标准溶液。样品前处理 取试样可食用部分,粉碎并混合均匀,准确称取3 g (精确至0.01 g ),加入10 mL 水浸泡,转移到QuEChERS 萃取管中,加入15 mL0.1%冰醋酸/乙腈溶液,均质提取2 min 。以10000 r/min 离心10 min 。准确吸取10 mL 提取液于离心管中,N 2吹干,用2.0 mL 乙腈涡混溶解残渣。将上述溶液转移到净化管中,涡混2 min ,5000 r/min 离心3 min 。用一次性注射器取上清液,过0.45 μm 滤膜,供气相色谱-质谱测定 。

基质固相分散word版

美国路易斯安那州立大学Steven A. Barker教授,自1989年首次提出了基质 固相分散(matrix solid phase dispersion,MSPD)[11]的样品前处理技术,作为一种专利工艺,最初是用于从动物组织中分离有机磷酸酯类、苯并咪唑驱虫药和β-内酰胺抗生素类药物,文章表明了MSPD萃取次数少、消耗更少量的溶剂、可同时执行提取和净化过程,同时Barker教授也对MSPD给予了理论解释。Barker 在2000年、2007年陆续发表了相关研究的综述文章[12~14],总结和评论了该前处理手段在食品分析领域每隔十年的发展和进步。MSPD作为简单的样品提取技术,越来越多地被用来从固体、半固体、高粘性的环境、生物基质中提取有机污染物或药物,也逐渐成为了天然产物的提取手段。 MSPD方法采用亲脂性固相填料C 18 ,与固体、半固体、高粘性液体一起研磨,得到半干燥的颗粒混合物,易于作为填料装柱,装入萃取柱或注射器针筒里,然后可以用极性、非极性的多种有机溶剂充当洗脱剂,将各种待测药物、污染物等 从生物基质中分离出来。C 18 聚合物通过破坏和分散细胞膜磷脂、组织液成分、细胞内成分、胆固醇等,充当分散剂的作用。其工作原理为:样品组织与固体材料研磨的过程中,有机相与硅胶固相萃取材料表面相互键合,利用剪切力作用将组织分散,样品组分溶解和分散在固体支持物表面,这大大增加了萃取样品的表面积,样品会按照各自的极性分布在有机相物质表面。近年来,发展了一些可替 代性的分散剂材料,如酸性SiO 2、石英砂、丙烯酸类聚合物、硅藻土和Al 2 O 3 , 这些材料的运用可以增强MSPD的选择性。然而,基质固相分散技术常用的分散剂缺乏选择性。利用MSPD对样品进行前处理,需要根据样品的性质和待分析的物质,对分散剂、洗脱剂进行优化,必要时还需要对洗脱液进行进一步的处理和纯化。洗脱剂的选择,主要取决于基质的性质和待测物分子的极性。为了提高基质固相分散技术的选择性,样品经分散剂处理后,净化过程也逐渐显得尤为重要。

Florisil分散固相萃取 液质联用法测定水果蔬菜中氯吡脲的残留 张燕

Florisil 分散固相萃取-液相色谱/质谱联用法测定水果蔬菜中氯吡脲 的残留 张 燕1,舒 平,徐 幸,阚海勋,狄家卫 (大理州质量技术监督综合检测中心, 云南大理 671000) 摘 要:采用高效液相色谱-串联质谱法快速测定水果蔬菜中的氯吡脲残留量。样品经乙腈均质提取,无水硫酸镁和Florisil 作为吸附剂净化,经0.22μm 微孔滤膜过滤,用0.1%甲酸水溶液和乙腈为流动相梯度洗脱,C 18柱分离,采用电喷雾正离子多反应监测模式检测,外标法定量。氯吡脲在0.5~40μg/L 浓度范围内与其呈良好的线性关系(>0.999),检出限为 1.0μg/kg ,在添加水平为 1.0、5.0、20μg/kg 时,平均回收率为85.9-97.9%,相对标准偏差(RSD )为2.8%~8.7%(n=6)。该方法分析速度快,灵敏度高,重复性好,适用于水果蔬菜中氯吡脲残留量的测定。 关键词:蔬菜;水果;氯吡脲;高效液相色谱-串联质谱法 Determination of Forchlorfenuron Residues in Vegetables and Fruits by Florisil Dispersive Solid Phase Extraction -High Performance Liquid Chromatography-tandem Mass Spectrometry ZHANG Yan, SHU Ping, XU Xing, KAN Hai-xun, DI Jia-wei (Dali State Comprehensive Technical Inspection Center, Dali 671000, China) Abstract : HPLC-MS/MS was applied to the rapid determination of residual amoumt of forchlorfenuron in vegetables and fruits. The vegetable and fruit samples were extracted with acetonitrile by homogenous stirring and purified with adsorbents of Florisil and Anhydrous magnesium sulfate, filtered through 0.22μm millipore membrane. The filtrate was detected by high performacce liquid chromatography-tandem mass spectrometry, identified by electrospray ionization(ESI) in positive mode using multiple reaction monitoring mode, and quantified with external standard method. The sample extract was separated on a C 18 column by gradient elution with acetronitrile-containing 0.1% formic acid water as mobile phase. The method showed good linear relationship in the range of 0.5~40μg/L for forchlorfenuron, the correlation coefficient square was mor then 0.999. The limit of quanitation (LOQ) for sample was 1.0μg/kg. The average recovery rates were 85.9%~97.9% at spiked levels of 1.0, 5, 20μg/kg. The relative standard deviation (RSD, n=6) was 2.8%~8.7%. This method is fast, high sensitivity, good repeatability. It is suitable for the determination of forchlorfenuron residues in vegetables and fruits. Key Woeds: vegetables; fruits; forchlorfenuron; high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry 中图分类号:O657.63 文献标志码:A 氯吡脲 即1-(2-氯-4-吡啶)-3-苯基脲,分子式:C 12H 10ClN 3O , 分子量:247.68。20世纪80年代由日本首先开发,之后引入中国,是经过国家批准的植物生长调节剂,并不属于食品添加剂。氯吡脲在美国、欧盟、日本等国允许使用,也是中国农业部允许使用的植物生长调节剂,允许用于西瓜、葡萄、猕猴桃[1,2]。由于氯吡脲可能会对人体带来潜在的危害,欧盟、美国、日本等国对其残留量作出了严格限定,限量为不超过0.01mg/kg 。目前,氯吡脲的检测方法主要有气相色谱法[3]、高效液相色谱法[4-12]、高效液相色谱法-串联质谱法[13-24]和液相色谱-飞行时间质谱法[25]等。气相色谱法、液相色谱法 作者简介:张燕(1979—),女,工程师,硕士,研究方向为食品安全检测。E-mail :396524891@https://www.360docs.net/doc/4d3159506.html, 网络出版时间:2015-09-18 16:57:58 网络出版地址:https://www.360docs.net/doc/4d3159506.html,/kcms/detail/11.2206.TS.20150918.1657.028.html

基质固相分散萃取技术在样品前处理中的应用

基质固相分散萃取在样品前处理的中的应用 摘要:基质固相分散萃取(MSPD)是1989年由Barker等发明的一种新型样品前处理方法,具有样品量少、快速简便等突出优点。本文在介绍了MSPD技术的操作步骤、分离原理、分散/吸附剂与洗脱溶剂的选择及分散-吸附剂方面的最新进展的基础上,结合国内外MSPD研究成果,综述了MSPD在进行药物残留、环境污染物、天然产物时在样品前处理中的应用情况。 关键词:基质固相分散(MSPD)样品前处理分子印迹聚合物 1.引言 样品的处理和待检测组分的分离、富集往往是检测技术的关键。特别是各种有机污染物和其他人造或天然有机产物,含量低,分离困难,可靠的分离和富集技术对检测效率具有决定性意义。为了满足对食品、药物、生物、环境保护和其他领域对痕量有机物日益增长的检测需求,近年来人们发展了以固相萃取(SPE)、固相微萃取(SPME)、超临界流体萃取(SFE)、加速溶剂萃取(ASE)、微波辅助萃取(MAE)和凝胶渗透色谱(GPC)、微波辅助萃取(MAE)等为代表的一系列高效快速提取富集方法。基质固相分散(Matrix Solid-Phase dispersion,MSPD)是1989年由Barker等发明的一种新型样品前处理方法(Barker SA,Long AR, Short CR 1989)。与其他前处理技术相比,MSPD技术样品和有机溶剂用量少,并避免了对样品均化、沉淀、离心、转溶、乳化、浓缩等环节可能造成的待测物的损失,操作简单快速,特别适合于固体、半固体和粘性样品(包括生物组织)的处理(Capriotti A.L. et al, 2010)。MSPD技术自发明以来,其与GC和GC-MS相结合,在环境、医药卫生、食品等方面得到了广泛的应用(Barker SA,2000, 2007; Kristenson E.M. et al,2006; Capriotti A.L. et al, 2010),并有取代传统的索氏提取、MAE和SFE的趋势(Capriotti A.L. et al, 2010)。 本文在介绍了MSPD一般原理的基础上,结合MSPD技术的最新进展,介绍了MSPD技术在药物分析、环境污染物和天然产物分析时样品前处理上的应用。 2.MSPD的基本原理 2.1 操作方法(Barker SA,2007) 相对其他样品前处理方法,MSPD操作及其简便,不需要特殊的仪器设备,一般可以分为研磨分散、转移、洗脱三个步骤。 第一步研磨分散,将固体、半固体或粘滞性的样品(固体、半固体样品已经过适当的粉碎处理)置于玻璃或玛瑙碾钵中,与适量的与分散剂(吸附剂)混合,手工研磨数十秒至数分钟,使分散剂与样品均匀混合;常用的分散剂有衍生化/未衍生化硅藻土、弗罗里土、硅胶、石英砂、C8和C18填料等(Barker SA,2000)。在研磨前,可以向样品中加入内标样品。一般样品/分散剂按照1:4的比例混合,也可以根

相关文档
最新文档