實驗與討論
本實驗在20 分鐘液相梯度內分析了555 種農藥，使用full scan+ddms/ms 采集數據，可同時獲得目標化合物的一級質譜XIC 圖及其二級全掃描質譜圖，如圖1 所示。Q Exactive可以實現高靈敏度和高分辨率的統一，即提高分辨率不會顯著影響方法靈敏度，多數化合具有很好的響應，可以實現亞ppb 級濃度水平的檢測。同時在70,000FWHM 的高分辨率下，方法具有很好的選擇性，目標化合不受共流出成分和基質的影響（圖2）。即使在一次掃描中包含2 個掃描事件，Q Exactive 依然可以滿足UHPLC 的分析要求，如圖3 所示，在出峰密集的區域，也可以保證每個色譜峰（約0.1min）都有足夠的掃描點數（＞ 15）來滿足準確定量和定性需求，并且每個掃描點的質量精度都小于3ppm。
圖1. 椒基質中氟嘧菌酯Fluoxastrobin (m/z 459.0866)典型圖譜。
（A. 提取離子色譜圖，B.ddMS2 采集點，C. 二級全掃描質譜圖）
圖2. 部分化合物1ppb 基質加標色譜圖以及空白基質色譜圖
圖3. A: 掃描速度滿足UHPLC 分析的需求（0.1min 色譜峰大于15 個掃描點）; B: 每個掃描點質量精度圖
實驗采集的數據使用Thermo 高分辨質譜篩查軟件TraceFinder 進行智能且快速的自動化數據分析。TraceFinder是一款多功能流程化軟件, 既可采集數據, 也可處理分析數據。可用于多組分同時篩查、確證和定量分析。對化合物的定性確認，除了精確質量數外，TraceFinder 還提供保留時間、同位素分布、主要二級碎片確認和二級質譜圖相似度比對等多種方法，綜合判斷，以得到準確的定性結果，盡可能減少假陽性結果的出現。
本實驗在對基質加標樣品的分析時，采用精確質量數、保留時間、同位素分布和二級碎片離子等4 個篩查指標來對結果進行確證，保證了篩查結果的準確性。圖4- 圖6 為辣椒基質中莠滅凈的篩查結果。精確質量數和保留時間的匹配結果見圖5，實際測定的m/z 與理論值的偏差為1.62ppm，保留時間的偏差為0.01min。同位素的匹配結果見圖6，測定結果的同位素分布匹配得分為100%，其中有8 個同位素峰的m/z 與理論值在偏差范圍內( ＜ 5ppm)。二級碎片離子的匹配結果見圖6，測得的碎片離子與自建數據庫中的5 個碎片離子均能匹配。
TraceFinder 除了具有強大的篩查功能外，也支持高分辨質譜定量數據分析，圖7 為辣椒基質中噻蟲啉的定量分析結果，在0.1ppb-50ppb 范圍內，R2=0.9998（n=6）；準確度＜ 5%；精密度RSD ＜ 2%(10ppb,n=3)。
圖4. 辣椒基質中莠滅凈Ametryn 精確質量數和保留時間的篩查結果
圖5. 辣椒基質中莠滅凈Ametryn 同位素分布的篩查結果
圖6. 辣椒基質中莠滅凈Ametryn 二級碎片的篩查結果
圖7. 辣椒基質中噻蟲啉Thiacloprid 定量分析結果
結論
Q Exactive 具高分辨率、高質量精度、高靈敏度和寬動態范圍等特點，是兼具定性和定量功能的質譜分析平臺，適合食品安全領域非目標化合物大規模篩查、確證和定量分析。本文采用Q Exactive 和篩查件TraceFinder，建立了6 種蔬菜瓜果基質中555 種農藥殘留同時篩查和確證的方法，該方法簡單、快速、準確、靈敏度高，能同時完成對多農殘的定性定量分析。并且建立了該555 種化合物含化合物名稱、分子式、精確質量數、保留時間和碎片離子等信息的數據庫。本文的實驗條件和數據庫具有較好的重現性，不同儀器、不同實驗室和不同的分析人員均能得到高匹配的篩查結果，節省了方法開發、數據庫建立的時間和大量標樣購買的成本，便于方法的大規模推廣和應用。