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自动化固相萃取-气相色谱串联质谱法(SPE-GC-MS/MS)在水体痕量农药分析中的应用:基质效应克服与灵敏度提升
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月26日 来源:Talanta 5.6
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本研究针对水体中痕量农药分析面临的基质干扰和灵敏度不足问题,通过优化自动化SPE-GC-MS/MS方法,系统评估分析物保护剂(APs)对67种农药的检测性能。研究发现葡萄糖酸内酯和D-山梨醇能有效钝化GC系统活性位点,提升峰形与灵敏度(LOQ达0.010-0.080 μg L-1),并证实APs可补偿氨基甲酸酯类和三嗪类的基质抑制效应。该方法为农业区水体农药监测提供了可靠工具,相关成果发表于《Talanta》。
在全球农业集约化背景下,农药通过地表径流和淋溶进入水体,对水生生态系统和人类健康构成威胁。尤其令人担忧的是,30-50%的农药未能到达目标作物,最终以ng L-1至μg L-1级浓度存在于水体中。传统分析方法面临热降解、色谱系统活性位点吸附等挑战,且复杂水基质会显著抑制信号响应。这些问题直接关联联合国可持续发展目标SDG 6(清洁饮水)和SDG 12(负责任生产),亟需建立高灵敏度、抗干扰的检测方法。
巴西米纳斯吉拉斯州的研究团队开发了自动化SPE-GC-MS/MS方法,重点考察分析物保护剂(APs)对67种农药的增效机制。研究采用Oasis HLB固相萃取柱,优化乙腈(ACN)、乙酸乙酯(EtOAc)等溶剂体系,并通过添加葡萄糖酸内酯和D-山梨醇作为APs。样本来自巴西农业区处理水与原水,严格遵循SANTE/2020/12830指南验证。
优化提取条件
通过对比不同极性溶剂发现,ACN对极性农药回收率最佳(81-120%),而pH调节至4.0可显著提升氨基甲酸酯类稳定性。APs浓度筛选实验表明,特定配比的葡萄糖酸内酯/D-山梨醇组合能使某些原本无信号的化合物产生可检测峰。
基质效应研究
系统评估显示,APs可完全补偿三嗪类和氨基甲酸酯类的基质抑制,但有机磷类仍需基质匹配校准。环境样本中28%检出农药残留,包括欧盟关注清单中的杀菌剂嘧菌酯(azoxystrobin)。
结论与意义
该研究证实APs是痕量农药分析的关键增效剂,其通过钝化GC系统活性位点使LOD降低50%以上。建立的方法成功应用于实际水样检测,为农业区水质监管提供技术支撑。创新性体现在:首次系统评估APs对地表水/原水基质效应的补偿机制;开发出适用于多类别农药的自动化前处理方法。作者团队特别强调,该方法符合绿色分析化学理念,通过减少溶剂用量和人工操作步骤,实现了环境友好型监测。
(注:全文数据来自Funda??o Ezequiel Dias农药残留实验室,技术细节未涉及质粒构建等分子生物学操作)
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