圖4. 大蒜當中500 fg殺螟腈精密度實驗結果。使用HP-5ms UI(超惰性)30 m×0.25 mm×0.25 μm毛細管色譜柱和標準7000A QQQ 質譜系統（安捷倫科技有限公司）得到的數據。將殺螟腈加入大蒜基質中（0.5 ppb），重復分析5次，將5次分析結果疊加。峰面積及其平均值和相對標準偏差值如左邊表格所示。
液相色譜-質譜分析法對分析極性強或者熱不穩定的目標農藥也非常有用。而LC-QQQ對于成分復雜，易對分析產生干擾的食品樣品尤其適用。
復雜樣品基質的處理
樣品的前處理是食品分析中面臨的一個挑戰性工作，占據了整個農藥分析過程的相當一部分時間。而一個可靠的分析方法能夠在不損失靈敏度和準確性的前提下，實現對非常復雜樣品的處理。
基于QQQ系統的多反應監測（MRM）能對復雜基質中的痕量化合物進行檢測，在一次分析過程中能同時進行篩選、定性和定量（雖然大多數實驗室需要重復分析以進一步確證）。來自樣品的目標化合物的母離子在經過第一個四極桿（Q1）時被選擇并分離出來，經過六極桿碰撞池（Q2）母離子發生裂解產生子離子，再經過第二個四極桿（Q3）對子離子進行檢測。在這個轉變過程當中，選擇目標農藥的特征子離子，可以將化學噪音從信號當中排除，即使對于非常復雜的樣品，也能得到很高的靈敏度和選擇性。對每一種農藥的特征碎片進行仔細選擇，我們有可能建立一種MRM分析方法，此法可用來同時鑒定一個樣品中的數百種農藥并進行定量。
圖5. GC色譜柱進行反吹得到更高的信噪比和更短分析時間。采用標準7890A氣相色譜系統HP-5ms氣相色譜柱比較反吹（紅色譜圖）和色譜柱加熱（藍色譜圖）法的效果。
有效使用LC-QQQ MRM法需要優化以下幾個參數，包括碎裂電壓和碰撞反應池。參數經優化后對每一個目標化合物的特征碎片必須能夠產生最大響應，同時自動優化軟件系統能夠極大簡化這項任務。
對于農藥的篩選、定性和定量，LC-QQQ提供了一個很好的平臺。一個篩選方法每個目標化合物只包含一個子離子，以盡可能多地將目標農藥包括進來。對篩選過程中檢測到的農藥進行確認時再使用兩個子離子。例如，采用一種分析方法快速鑒定了301種農藥，其中大多數的檢測限（LOD）約為0.01 mg/kg （10 ppb），這也是美國MRL法規定的兒童食品的檢測限和歐洲國家MRL法對食品檢測臨界值的基本規定。在單一分析中得出的這一界限值使用陽離子電噴霧技術得到的，此技術可以在每個時間區段包括99個母離子到子離子的轉變過程，每個化合物都有一個定量和一個定性離子。我們評價了兩種蔬菜（胡椒和番茄），用于定量時，信號強度在三個數量級范圍內具有線性關系。（r2 > 0.99，圖3）。
同時，GC-QQQ可以對復雜基質如大蒜和姜中的非極性農藥進行高靈敏度，重現性的篩選、定性和定量分析。雖然這些樣品有很高的背景，但農藥組分仍可在低至0.5
ppb的水平上被檢測，而且此時仍然有很高的信噪比，峰面積的相對標準偏差小于6%（圖4）。對于某些特殊的“活性”農藥，比如乙酰甲胺磷，使用分析保護劑能減少目標物的吸附，提高靈敏度，改善峰形。結果表明該法能顯著提高復雜樣品的定量準確度。
在操作過程中反吹GC色譜柱，而不是通過加熱色譜柱的方式，能夠在不改變保留時間和色譜柱使用壽命的基礎上去掉樣品中很多高沸點的干擾物質（圖5）。此外，該法也能消除鬼峰，同時避免因過度柱流失和殘留物進入質譜儀而導致的離子源污染。
對大量農藥的成功快速分析的關鍵點是QQQ質譜儀的駐留時間：駐留時間越短，單位時間內可采集的離子數越多，單位時間內可定量的農藥也越多。
圖6. 采用LC-QTOF篩選未知農藥。上圖顯示的是總離子流圖，采用1200液相色譜系統，ZORBAX Eclipse XDB，5 mm色譜柱和6510液相色譜-質譜 QTOF系統（安捷倫科技有限公司）MFE軟件在TIC中發現510種組份，其中15種經EXACT MASS數據庫得到確認（下表）。圖中突出顯示的三個組分通過質譜-質譜聯用分析技術得到進一步確認。
未知農藥的分析
食品檢驗實驗室經常想檢測樣品中可能存在的所有農藥，而不是有限的目標化合物。基于解卷積的氣相色譜-質譜能有效篩選超過900種農藥，LC-TOF或者 LC-QTOF也常用來篩選許多適合液相色譜-質譜分析的化合物。
TOF和QTOF技術是非常精確的質譜技術，通常能達到小于2 ppm的準確度。比如安捷倫公司的分子特征提取（MFE）軟件能找到樣品中代表真正化合物的所有離子，而噪音和其他的干擾離子均能被排除。挑選出來的離子在一個精確分子量化合物數據庫當中進行檢索以確定是否有合適匹配（圖6）。這種方法被用來篩選食品提取物中600種農藥及其降解產物，確定了其中100種農藥的檢測限，其中34%的檢測限小于0.01 mg/kg（10ppb），95%組分的檢測限小于0.5 mg/kg（500 ppb）。采用手工方法篩選數百種化合物需要花費幾小時甚至幾天的時間，而與之相比，采用MFE算法，僅需幾分鐘就可在極低濃度水平上對同樣多的化合物進行分析。TOF可用來鑒定不限數目的可電離的化合物并且靈敏度不受所篩選化合物數量的影響。LC-TOF能對非目標和目標農藥進行篩選和定量，但需要LC-QTOF或者其它的質譜-質譜聯用方法對定性結果進行確認。
結論
食品檢驗實驗室需要一系列的全面的基于質譜分析的技術和方法，以便能篩選、定性和定量不少于1000種農藥。篩選方法應能夠在一次運行中篩選到盡可能多的污染物，而且這些方法不要求定量出所有的組分。篩選完成后，對目標化合物的分析要有高選擇性，高靈敏度和定量準確性。對于適合液相分析的農藥，需要先進行LC-TOF或LC-QTOF分析，然后進行LC-QQQ分析。對于氣相色譜可識別的農藥，需要先進行有DRS的GC-MS分析，然后使用GC-QQQ對低濃度目標化合物進行分析。