助效率翻倍!权威专家解读:新国标中QuEChERS前处理关键点和要点

2022-06-28

QuEChERS方法在新国标的应用



      QuEChERS 方法由于具有快速、简单、廉价、有效、可靠、耐用、 安全的特点,成为一种备受关注的样品前处理新技术,近些年在农残、兽残国标中广泛采用了QuEChERS前处理技术。


最近几年新出国标,特别是今年农业部36项食品安全标准中多个兽残标准,广泛采用QuEChERS前处理技术,具体如下。


  • GB 23200.113-2018 《 植物源性食品中208种农药及其代谢物残留量的测定 气相色谱-质谱联用法》

  • GB 31660.5-2019《动物性食品中金刚烷胺残留量的测定 液相色谱-串联质谱法》

  • GB 23200.121-2021《植物源性食品中331种农药及其代谢物残留量的测定 液相色谱-质谱联用法》

  • GB 31613.2-2021《猪、鸡可食性组织中泰万菌素和3-乙酰泰乐菌素残留量的测定 液相色谱-串联质谱法》

  • GB 31656.7-2021《水产品中氯硝柳胺残留量的测定 液相色谱-串联质谱法》

  • GB 31656.8-2021《水产品中有机磷类药物残留量的测定 液相色谱-串联质谱法》

  • GB 31656.9-2021《水产品中二甲戊灵残留量的测定 液相色谱-串联质谱法》

  • GB 31656.10-2021《水产品中四聚乙醛残留量的测定 液相色谱-串联质谱法》


样品前处理面临的问题


       在整个分析过程中,样品前处理所需要的时间约占全部分析时间的60%-70%,前处理过程引入的误差约占整个误差的30%-40%,因此样品前处理方法的选取和使用,直接关系到整个分析方法的成败和优劣。


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色谱分析过程的误差来源


然而,前处理是检测中耗时最长、工作量最大的部分,前处理过程和产品质量的好坏决定着分析的准确性和精密度。


不少分析检测工作者曾反馈,自己好不容易、辛辛苦苦完成了各个前处理步骤,以及漫长的色谱分析,满心欢喜以为大功告成,可以顺利下班啦!没想到,分析结果很不理想,百思不得其解。于是加班加点,开始排查各种可能出现的原因。折腾到晚上,才发现问题就出现在前处理的某个小小环节上,心力憔悴


QuEChERS前处理过程的关键点和要点



      随着QuEChERS技术的广泛应用,QuEChERS前处理操作过程看似简单,但在样品前处理的中有一些小小细节没有处理好或缺乏经验,将对分析检测的结果造成较大影响,也进一步影响到自己检测的工作效率。为帮助广大分析检测工作,高效完成QuEChERS方法样品前处理。

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以下内容,来自国家权威检测机构,十年来在QuEChERS前处理方面的经验和关键控制点的总结,助力分析检测工作者提高QuEChERS前处理效率。


第一步:样品粉碎过程Tips



(1) GB 23200.121-2021《植物源性食品中331种农药及其代谢物残留量的测定 液相色谱-质谱联用法》,由于提取过程只采用振荡方式,因此样品制备时粉碎程度要尽量高,有助于克百威、吡虫啉等内吸传导性农药的提取


(2) 对于含有硫化物的样品(如葱、姜、蒜、韭菜等),基质中的活性酶会在样品粉碎时促使蔬菜释放出硫化合物,这些硫化物性质与农药相似,不易除去,严重干扰残留农药目标化合物的定性、定量分析。在分析之前,可以先进行微波消解,破坏会释放含硫干扰物的酶。



第二步:提取分离过程Tips



(1) 在农残检测方面,乙腈是QuECHERS方法常用的提取剂,但是在乙腈的作用下,某些农药如:灭菌丹、卡普坦等易降解农药,三氯杀螨醇、百菌清等稳定性较差的农药,需要在乙腈中添加1%乙酸即可解决问题。(其中的1%乙酸被称为分析保护剂)

(2) 在兽药残留等检测方面,四环素类药物属于氢化并四苯环衍生物,其C10酚羟基和C12的烯醇基能与金属离子如Ca2+、Mg2+形成络合物沉淀;为了避免目标化合物与肉类、乳制品中的Mg2+、Ca2+离子结合形成难溶解的盐类,可以添加适当的螯合剂如Na2EDTA提高目标化合物的回收率。此外,使用无水硫酸钠替代无水硫酸镁作为吸水剂,可以减少提取液中的镁离子,确保Na2EDTA发挥作用。

(3) 乙腈是萃取各种极性农药的最佳试剂:干扰现象最少;易于盐析;与LC-MS、GC-MS均兼容。极性农药(如甲胺磷、乙酰甲胺磷等),乙腈提取效率要高很多,缺点:由于其挥发性较差,导致样品浓缩过程所需时间较长。


(4) 《GB 23200.113-2018 食品安全国家标准植物源性食品中208种农药及其代谢物残留量的测定》,对于谷物、油料和坚果,取5g样品加入10mL水涡旋混匀并静置之后再进行萃取;对于茶叶和香辛料,取2g样品加入10mL水涡旋混匀并静置之后再进行萃取。对于含水量低于80%的样品,需要适当减少取样量并添加一定量的水,以弱化待分析物与样品基质之间的相互作用,确保待分析物在萃取/分配过程中更容易被萃取出来

(5) 对于高脂肪含量的样品,在使用乙腈进行萃取时,一方面,一些脂类化合物会被同时萃取出来对下一步的分析带来困难;另一方面,一些脂溶性的非极性化合物会保留在样品基质中而降低萃取效率。因此,对于高脂肪含量的样品需要进行冷冻的处理


(6)对于酸度比较高的样品(pH<3),加入缓冲盐的pH一般在5以下。如柠檬样品,加入一定体积的NaOH溶液,以确保酸不稳定农残的稳定性。


第三步:萃取过程Tips


(1) 脱水剂用量:过少会导致不能充分去除有机相中水分,达不到除水效果过多时,由于无水硫酸镁遇水会放热,局部温度过高,会使一些热不稳定目标物发生降解,影响其回收率。


(2) 若将均质后样品的离心管直接加入两种混合物,无水硫酸镁与水易发生结块,形成块状物后无法有效接触到样品,降低了除水效果,不利于水溶性目标物转移到乙腈层,同时萃取液中残留水分会影响后续的净化效果;解决办法:可在均质前向样品中加入氯化钠,等两相分离后再往提取液中加入无水硫酸镁,则可有效避免结块现象的发生

(3) 对样品的冷冻除了用以除去样品中的脂肪和蛋白质等干扰物质之外,由于在一些含水量较低的样品中进行了加水操作,加入萃取盐和缓冲盐时候会大量放热,冷冻也有降低样品温度、避免盐析出和结块,保持样品均匀性的作用。


第四步:净化过程Tips


(1) QuECHERS方法中常用的净化剂主要有PSA(N-丙基乙二胺)、GCB(石墨化碳黑)和C18(十八烷基硅烷)等。PSA可以有效去除脂肪酸、有机酸和一些极性色素及糖类,且其配体的双齿性质可以与金属离子产生螯合作用以除去金属离子;C18吸附剂主要通过非极性相互作用吸附萃取液中的非极性物质如脂肪等GCB(石墨化碳黑)可以吸附非极性、弱极性的化合物又可以吸附极性化合物,对化合物表现出广泛的吸附,主要用来去除类甾体、叶绿素等色素

(2) 酸性农药如2,4-D、灭草松等会与PSA发生结合而导致回收率降低,因此在分析这类目标物时,可以使用尼卡巴嗪作为内标进行校准

(3) GCB的缺点是其吸附性强,特别容易吸附平面结构的目标化合物,使一些农药不易洗脱。为了提高对于复杂基质的净化效率、有效去除干扰,克服传统QuECHERS方法净化中存在的问题,近些年来发展了很多新型净化材料,比如:多壁碳纳米管等,基于净化剂的改进QuECHERS方法。

(4) 多壁碳纳米管(MWCNTs)是一类具有管状结构的纳米材料,特点:比表面积大,物理、化学性质稳定,净化效果显著。属非极性,难溶于水,因此不适合分析含水多的样品。



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  • 优势三:作为原材料的无机盐、吸附剂全部经过认证,避免引入干扰物质;

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注:标准里带*的减少PSA的用量

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鸣谢:最后特别感谢在这篇文章素材整理过程中,给予建议和意见的各位专家和老师,向您表示最诚挚的感谢,感谢您的经验分享和总结,感谢您为分析检测行业做出的积极贡献图片图片图片

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