赛默飞Orbitrap Exploris 超高分辨质谱在兽药筛查中的应用

摘要:

本文基于 Thermo ScientificT液相色串联 Orbitrap Exploris系列超高分辨质谱平台，建立了检测食品中兽药残留的筛查方法，可实现20min对500多种兽药进行靶标筛查的工作。方法选用Acclaim RSLC 120 C18色谱柱(150x2.1mm,2.2um),以甲醇-水(均含0.1%甲酸，2.5mM甲酸铵)为流动相进行梯度洗脱，流速0.3 mL/min，柱温40°C。采用ESI源，数据依赖扫描模式(DDA)，正负切换同时采集。筛查流程智能高效，结合靶向数据库从精确质量数，同位素，保留时间，二级碎片，ibrary谱库共计5项筛查指标全方面锁定化合物。本方法提供高度可信，高特异性的鉴定和确证结果，专属性强，经验证适用于常见兽药的靶标筛查检测。

1.引言

随着畜牧业的迅速发展，越来越多的兽药被应用于生产中，随之带来的问题是兽药残留在动物源性食品中广泛存在，给人类健康带来风险。近年来各类食品安全问题的频繁曝光，其中因兽药残留超标事件尤为严重。我国对食品安全这个关乎民生问题的重视，也达到了前所未有的程度。对此，我国出台了十分严格的法规，力图通过对兽药残留的严格规定来保障食品安全。2023年2月1日，由农业农村部、国家卫生健康委员会及市场监督管理总局联合发布的GB31650.1-2022《食品安全国家标准食品中41种兽药最大残留限量》已正式实施。此标准是GB31650-2019《食品安全国家标准食品中兽药最大残留限量》的增补版，是对我国食品中兽药最大残留限量的进一步补充和完善，与GB31650-2019配套使用。

这两个标准基本覆盖了我国常用兽药品种和主要食品动物及组织，为兽药残留检测工作提供了更全面科学的判定依据，有利于更好地保障我国的食品安全。

传统兽药残留的检测手段，通常是对已知目标兽药进行分析，由于筛查范围小，检测效率低等缺点，已经无法满足当前食品安全对于高通量检测样品的需求。兽药检测本身存在一定难度，一方面是由于在畜产品中的含量很低，需要采用高灵教度的检测方法才能够准确检测出来;另一方面兽药种类繁多，很多性质相近，食品基质复杂多样，对于仪器的分辨能力提出了更高的要求。国家标准农业农村部公告第197号-9-2019《畜禽血液和尿液中150种兽药及其他化合物鉴别和确认液相色谱-高分辨串联质谱法》规定了畜禽血液和尿液中150种兽药筛查的方法。本文基于Thermo Scientific液相色谱串联OrbitrapExploris系列超高分辨质谱平台，建立了食品中多兽药残留的筛查方法，可实现20min对500多种常见兽药进行靶标筛查的工作。静电场轨道阱高分辨质谱具有高分辨率，可实现12W及以上的分辨率;高质量精度优势，引入仪器自带的内标校正，可实现1ppm以内的偏差;正负切换同时采集，采集结果更加丰富及快速。本方案灵敏度高、专属性强、稳定性好，可为兽药残留的筛查提供有效的技术支持。

2.实验部分

2.1仪器与试剂

2.1.1Thermo ScientificTM Vanquish1M Flex超高效液相色谱仪;

2.1.2Thermo ScientificMOrbitrap Exploris静电场轨道讲质谱仪;

2.1.3 甲醇(质谱纯，美国 Thermo Fisher 公司);乙請(色谱纯，ThemoFisher);水(质谱纯，美国Thermo Fsher 公司);

甲酸(质谱纯，美国Thermo Fisher 公司);甲酸铵(质谱纯，美国ThermoFisher);

2.2色谱条件

色谱柱:Acclaim RSLC120 C18 2.2um 2.1 x150 mm (P/N 071399);

柱温:40°C;

进样量:2pL;

流动相:A为0.1%甲酸水溶液(含2.5mM甲酸铵);

B为0.1%甲酸甲醇(含2.5mM甲酸铵);

2.3质谱条件

离子源参数:可加热电喷雾电离源(HES);喷雾电压:4000V(+)/3000(-);鞘气压力40arb:辅助气压力10 arb;反吹气:0arb;离子传输管温度:325°C;离子源温度:350°C;扫描类型:全扫描/数据依赖二级质谱扫描(Ful MS/dd-MS2):实时正负切换扫描:Full MS分辨率120000，扫描范围m/z80-1200，自动增益控制(AGC target):Standard，最大离子注入时间(Max IT):Auto;MS2分辨率15000;动态排除:Auto，强度國值5.0e3;Targeted Mass列表(表2)，包含了保留时间及碰撞能量，确保不同化合物都具有很好响应及二级碎片。

2.4数据库的建立

配制兽药混合标准溶液，按照上述的仪器方法，采集得到目标物质的二级谱图等信息的原始数据。使用mzVaut软件进行建库，软件自动提峰(一级和二级)、校准后得到标准品建立的二级请图库Ubray，同时mzVaut结合TraceFnder软件可依据Library 自动导出生成 Compound Database。Library和Compound Database 展示见图1及图2.

3.实验结果与讨论

3.1高分辨质谱高通量靶向筛查流程样品经过提取后，采用推荐仪器方法进行数据采集，然后利用建立好的数据库进行筛查。批量化数据处理，结合靶向数据库从精确质量数，同位素，保留时间，二级碎片，Ibray谱库共计5项筛查指标全方面锁定化合物，提供高度可信，高特异性的鉴定和确证结果。

3.2筛查结果展示

筛查结果以不同颜色的形式展现，匹配pass标记为绿色。以实际加标样品筛查结果为例，精确质量数，同位素，保留时间，二级碎片，ibrary谱库的匹配细节打分展示见图4。

4.总结

参考兽药最大残留限量国家标准GB31650-2019和GB31650.1-2022及检测标准农业农村部公告第197号-9-2019，本文基于Thermo SclentfcM orbitrap Exploris静电场轨道阱高分辨质谱仪平台建立了食品中 500多种兽药的筛查方案。通过纯标准品进样，使用mzVault 软件建立了 lbrary 二级谱库，TraceFnder 软件建立了 Compound Database数据库。通过 Acclaim C18色谱柱在20min内，利用正负切换采集，对500多种常用兽药残留进行快速、可靠的筛查鉴定。全新的Thermo Scientic”Ortbitrap Explors 平台，引入系统自带的Easy IC内标校正功能，可以实现质量偏差1ppm以内，最大程度降低假阳性概率，为兽药残留的筛查鉴定提供了强有力的保障。

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