高效分析草甘膦除草劑
據(jù)最新調(diào)查數(shù)據(jù)顯示：大量使用草甘膦基的除草劑可能會(huì)對(duì)人類(lèi)和環(huán)境帶來(lái)較為嚴(yán)重的風(fēng)險(xiǎn)。應(yīng)用高效液相色譜-質(zhì)譜（HPLC-MS/MS）法，檢測(cè)草甘膦時(shí)的效率和靈敏性都可以通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)而得到提高。
含草甘膦的廣譜除草劑因其效果顯著，在全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用最為廣泛，其除草作用是基于對(duì)轉(zhuǎn)5-烯醇式丙酮酰莽草酸-3-磷酸合酶（EPSPS酶）的阻滯作用：阻斷了高等植物體中經(jīng)莽草酸途徑合成芳香族氨基酸-苯丙氨酸和酪氨酸為苯丙烷類(lèi)化合物生物合成的途徑。草甘膦有類(lèi)似于EPSPS酶的化學(xué)作用，不同的是，含草甘膦的廣譜除草劑具有毒性，含草甘膦的廣譜除草劑在農(nóng)田和家庭院落等使用較為廣泛，因此對(duì)農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留的監(jiān)控非常必要。通常情況下，對(duì)草甘膦及其重要代謝物、氨甲基膦酸（AMPA）的分析往往應(yīng)用HPLC高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用進(jìn)行。
HPLC-MS/MS分析草甘膦
本文介紹的是根據(jù)現(xiàn)行的直接注射技術(shù)以高效液相色譜-質(zhì)譜微量元素分析法為主的草甘膦和氨甲基膦酸AMPA分析方法，不是“復(fù)制”現(xiàn)有的檢測(cè)方法，而是開(kāi)發(fā)提高檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)過(guò)程效率、靈敏度和檢測(cè)精度的自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)，且要通過(guò)濃縮提高檢測(cè)精度。草甘膦化合物及其重要的代謝物、氨甲基膦酸AMPA的分子極性很高，因此上述物質(zhì)及其通過(guò)氯甲酸-9-芴基甲酯反應(yīng)生成的衍生物（DIN/DIS 214587標(biāo)準(zhǔn)）只能有條件地進(jìn)行LC分析。
圖2. 用于分析草甘膦和氨甲膦酸AMPA的MPS-Spexos萃取設(shè)備和HPLC-MS/MS系統(tǒng)。
LC-MS/MS方法步驟
樣品制備過(guò)程利用GERSTEL多用途采樣器（MPS）確定標(biāo)準(zhǔn)溶液和衍生試劑的和劑量。為了能夠提純樣本、提高檢測(cè)的靈敏度，采用SPE固相萃取技術(shù)。萃取時(shí)，在自動(dòng)進(jìn)樣器和HPLC系統(tǒng)間使用的是特殊的萃取裝置——安捷倫UHPLC 1290系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的SPE萃取技術(shù)不同，Spexos萃取設(shè)備的噴射量較?。?jiǎn)未屋腿∠嘀挥?0mg，而非是傳統(tǒng)SPE萃取設(shè)備100~1000mg的量。另外，Spexos萃取設(shè)備的最高工作壓力可達(dá)200bar，可以對(duì)普通大小的樣本進(jìn)行凈化、提純。該洗脫過(guò)程中使用的稀釋劑量非常小，且是在線洗脫，即在HPLC系統(tǒng)之間進(jìn)行凈化和提純的。
取樣、純化和洗脫可完全自動(dòng)化。只需點(diǎn)擊鼠標(biāo)即可完成，就像整個(gè)樣品制備過(guò)程一樣方便。該過(guò)程能夠像“實(shí)時(shí)供貨”的生產(chǎn)方式般準(zhǔn)時(shí)完成檢測(cè)樣本的準(zhǔn)備，保證了前后檢測(cè)的連續(xù)性（Prepahead功能）。應(yīng)用安捷倫公司的Triple-Quadrupol 6460質(zhì)譜儀檢測(cè)草甘膦和氨甲基膦酸AMPA，草甘膦和氨甲膦酸AMPA的FMOC衍生物在負(fù)離子模式檢測(cè)。
圖3. 小麥樣本洗脫后檢測(cè)到的殘留草甘膦（左）和氨甲膦酸AMPA（右）檢測(cè)的色譜圖（0.01mg/kg和0.1mg/kg）。
固相萃取和在線樣本檢測(cè)
Spexos設(shè)備的各個(gè)樣本制備都是由MPS自動(dòng)進(jìn)樣器自動(dòng)完成的；系統(tǒng)使用的控制軟件是Gerstel公司集成了安捷倫化學(xué)工作站Chemstation的Maestro控制系統(tǒng)。
加載Spexos噴射劑；甲醇的調(diào)節(jié)量為1ml；用2ml清水沖洗噴射罐；完成1000μl樣本的萃取任務(wù)；用1100μl清水清洗柱床；Spexos萃取設(shè)備轉(zhuǎn)換到MPS模式：即從樣本制備和提取模式轉(zhuǎn)換到HPLC高效液相色譜分析系統(tǒng)的洗脫模式；對(duì)隨后的樣本和衍生物進(jìn)行洗脫。
以上所有步驟均為自動(dòng)完成，25min后樣本制備工作全部完成，HPLC-MS/MS法所需的檢測(cè)時(shí)間不超過(guò)20min。
圖4.? 草甘膦及其衍生物氨甲膦酸AMPA的FMOC-CL檢測(cè)技術(shù)能夠提高檢測(cè)精度和檢測(cè)靈敏度，極大地提高了整個(gè)檢測(cè)過(guò)程的速度和效率。
小結(jié)
應(yīng)用MPS-Spexos萃取設(shè)備和HPLC-MS/MS法，能夠準(zhǔn)確檢測(cè)不同水質(zhì)樣本中草甘膦和重要的草甘膦衍生物氨甲膦酸AMPA。對(duì)一系列不同稀釋程度的樣本檢測(cè)線性良好，高達(dá)0.999，同時(shí)檢測(cè)限低至10ng/L（LoQ）。在少量經(jīng)萃取的不同水樣中都檢測(cè)到了基質(zhì)效應(yīng)，復(fù)查和重現(xiàn)性數(shù)據(jù)良好。由此獲得了一種靈敏度高、重現(xiàn)性好且非常可靠的草甘膦和草甘膦衍生物氨甲膦酸AMPA的檢測(cè)方法，并已通過(guò)實(shí)驗(yàn)室證實(shí)，該方法不僅適合于水質(zhì)樣本、食品和環(huán)境樣本、還同樣適用于檢測(cè)茶、亞麻和玉米等樣本中殘留的草甘膦和氨甲膦酸AMPA。
從應(yīng)用的角度來(lái)看，MPS-Spexos萃取設(shè)備和HPLC-MS/MS法檢測(cè)分析系統(tǒng)也廣受認(rèn)可，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)樣本濃縮、洗脫和在線檢測(cè)分析任務(wù)，其SPE柱容積很小，可節(jié)約大量稀釋劑。此外，MPS自動(dòng)萃取設(shè)備可配套范圍寬泛，可根據(jù)需要附加配備過(guò)濾器、離心機(jī)和濃縮設(shè)備，這些操作均只需在HPLC系統(tǒng)中輸入相關(guān)的指令即可自動(dòng)執(zhí)行。
檢測(cè)草甘膦的建議
通常情況，采用高效液相色譜-質(zhì)譜微量元素分析法LC-MS/MS檢測(cè)草甘膦和草甘膦的重要衍生物氨甲膦酸AMPA。兩種檢測(cè)方法的相互結(jié)合是因?yàn)椋翰莞熟⒌幕衔锛捌渲匾拇x物、氨甲基膦酸AMPA的分子結(jié)構(gòu)來(lái)講都有著很高的極化性；它們，包括其按照DIN /DIS 214587標(biāo)準(zhǔn)中通過(guò)氯甲酸-9-芴基甲酯（FMOC-CL）的反應(yīng)制成的衍生物只能有條件的進(jìn)行液化色譜分析。通過(guò)衍生物備制取樣的自動(dòng)化和專(zhuān)用固體萃取方法以及與傳統(tǒng)的SPE模式不同有著很小噴射罐和小劑量噴射以及在很高壓力和很小洗脫容積下工作樣本洗脫裝置和整個(gè)過(guò)程的自動(dòng)化，可明顯提高檢測(cè)草甘膦殘留的效率和靈敏度。
