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更新时间:2026-08-18
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一、引言
GB 23200.122-2026《食品安全国家标准 植物源性食品中草甘膦等4种农药及其代谢物残留量的测定 液相色谱-质谱联用法》(以下简称"新国标")发布后,多家实验室已陆续开展方法验证与能力确认工作。本文聚焦于一线检测人员在方法落地过程中遇到的核心实操难点——色谱柱选型与流动相体系的选择,分享我们的实验探索过程与一套经实验验证的优化方案,供各位同仁参考。
二、GB 23200.122-2026方法在色谱环节的实操难点
新国标给出的液相色谱参考条件如下:
· 色谱柱:季铵化聚乙烯醇阴离子分析柱,150 mm × 4.0 mm(内径),5 μm(粒径),或相当者;
· 流动相:A相为水,B相为碳酸氢铵-氨水溶液,梯度洗脱;
· 流速:0.6 mL/min;
· 柱温:40 ℃;
· 进样量:10 μL。
在方法验证过程中,我们注意到上述参考条件在实际操作中存在两个突出问题。
难点一:高极性农药的色谱分离对色谱柱要求苛刻
草甘膦、草铵膦及其代谢物(氨甲基膦酸、N-乙酰草甘膦、N-乙酰草铵膦、3-甲基膦酸亚丙酸酯等)均属于强极性、小分子、多磷酸/膦酸基团化合物。这类化合物在常规反相C18柱上几乎没有保留,必须采用阴离子交换或混合模式分离机制的专用色谱柱才能实现有效分离。
GB 23200.122-2026推荐的"季铵化聚乙烯醇阴离子分析柱"即属于这一类型,但"或相当者"的表述给方法落地带来了不确定性:什么样的色谱柱才算"相当者"?不同品牌、不同键合类型、不同基质的阴离子交换柱之间差异有多大? 如果选型不当,轻则保留时间漂移,重则目标物共流出、分离度不足,直接影响定量准确性。
难点二:碳酸氢铵-氨水高盐流动相体系带来的"盐堵质谱、响应低"风险
GB 23200.122-2026推荐的流动相B相为碳酸氢铵-氨水溶液。该体系引入了较高浓度的缓冲盐。高盐流动相在液质联用分析中是一把"双ren刃剑":
· 盐堵风险:长期使用高浓度缓冲盐,盐析可能发生在离子源喷针、锥孔、毛细管入口等部位,导致仪器维护频率显著升高;
· 离子抑制效应:高盐基质进入电喷雾离子源后,与待测物竞争电荷,导致响应降低、灵敏度下降,对低浓度残留样品的定量尤为不利;
· 系统耐受性问题:部分实验室的液相系统长期以低盐或挥发性缓冲体系为主,切换至高盐体系后,泵密封圈、单向阀、管路接头等部件的耐受性和寿命可能受到影响。
因此,色谱柱的选型和色谱条件的优化,成为GB 23200.122-2026草甘膦检测方法落地时绕不开的核心难点。
三、一个容易被忽视的操作细节:玻璃容器的禁用
在讨论色谱条件优化之前,有必要先提醒一个在标准文件细节中容易被忽略、但对数据准确性影响极大的操作要点:
标准品配制及样品前处理环节所使用的容量瓶、储液瓶、离心管和进样瓶,均应为聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)等塑料材质,一定不能使用玻璃容器。
草甘膦及其代谢物、草铵膦及其代谢物、亚磷酸等化合物结构中带有磷酸/膦酸基团(—PO₃H₂、—PO₂H₂),倾向与玻璃表面的硅羟基(Si—OH)发生氢键吸附或离子交换作用。这种吸附效应在低浓度(ppb级)标准溶液中尤为显著,可能导致:
· 标准曲线线性变差,低浓度点响应偏低;
· 标准溶液放置后浓度衰减,影响定量准确性;
· 质控样品回收率异常波动。
实操建议:从标准储备液配制到样品前处理再到进样,全程使用PP、PE或PTFE材质容器;如确需使用玻璃进样小瓶,建议选择去活处理的玻璃内衬管,并尽量缩短样品在瓶内的停留时间。这一点在方法建立初期就应纳入标准操作规程(SOP),避免因容器材质问题干扰方法验证数据。
四、我们的实验探索过程
针对新国标参考条件在实际操作中暴露的高盐流动相问题,我们尝试更换色谱柱类型,并相应调整流动相体系。
4.1 色谱柱选型
我们选用的替代色谱柱信息如下:
项目 | 国标参考条件 | 我们使用的色谱柱 |
色谱柱名称 | 季铵化聚乙烯醇阴离子分析柱 | Anionic Polar Pesticide色谱柱 |
规格 | 150 mm × 4.0 mm,5 μm | 100 mm × 2.1 mm,5 μm |
离子交换基团 | 季铵基(强阴离子交换) | 叔胺基(弱阴离子交换) |
反相保留 | 无 | 有(C18烷基链) |
4.2 流动相体系的调整
基于上述色谱柱的特点,我们放弃了国标参考条件中的碳酸氢铵-氨水高盐体系,改用酸性甲酸-乙腈体系,具体如下:
流动相 | 配制方法 |
流动相A | 取甲酸12 mL,加去离子水稀释至1000 mL,经滤膜过滤后使用(约0.3%甲酸水溶液) |
流动相B | 取甲酸5 mL,加乙腈定容至1000 mL,经滤膜过滤后使用(0.5%甲酸-乙腈溶液) |
该流动相体系的优势在于:
· 盐浓度大幅降低:以甲酸替代碳酸氢铵-氨水缓冲盐,从根本上消除了高盐流动相带来的离子源盐析风险和离子抑制效应;
· 质谱兼容性好:甲酸为挥发性酸,与乙腈组成的流动相体系兼容ESI电离模式,背景化学噪音低;
· 系统友好:低盐条件对液相泵、管路、单向阀等部件的损耗较小,系统维护压力显著降低;
· 峰形改善:在酸性条件下,草甘膦类化合物与色谱柱固定相之间的离子交换作用更为"温和可控",有利于获得更对称的峰形。
4.3 优化后的色谱条件
经过反复实验,我们最终确定了一套可以稳定分离草甘膦、草铵膦及其代谢物和亚磷酸的色谱分析条件,色谱图如下:
五、质谱条件对比
GB23200.122-2026给出的质谱参考条件如下:
· 离子源类型:电喷雾离子源(ESI);
· 扫描方式:负离子扫描;
· 电喷雾电压:-4000 V;
· 多反应监测:每种农药分别选择至少2个离子对。所有需要检测的离子按照出峰顺序,分时段分别检测。每种农药的保留时间、母离子、子离子、离子对质谱参数见标准附录B。
我们验证的优化方法在质谱端的核心参数与新国标一致(负离子模式ESI源,MRM采集),但在以下方面存在实际差异:
· 流动相体系从高盐碱性缓冲盐调整为低盐酸性甲酸体系后,离子源电离环境发生变化,部分化合物的zui 优去簇电压(DP)、碰撞能量(CE)需在各自条件下重新优化;
· 低盐条件下背景化学噪音降低,低浓度点的信噪比有所改善;
· 离子源清洁维护周期显著延长。
对比项目 | GB23200-2026参考条件 | GETECH-优化方法 |
离子源 | ESI | ESI |
扫描模式 | 负离子 | 负离子 |
喷雾电压 | -4000 V | 按仪器优化值设定(负离子模式) |
监测模式 | MRM,每化合物≥2对离子 | MRM,每化合物≥2对离子 |
流动相体系 | 水 + 碳酸氢铵-氨水(高盐碱性) | 甲酸-水 / 甲酸-乙腈(低盐酸性) |
低浓度信噪比 | 受高盐背景影响 | 有所改善 |
离子源维护频率 | 较高 | 明显降低 |
六、检测范围对比
6.1 检测药剂种类
GB23200.122-2026覆盖的检测对象包括:
· 草甘膦
· 草甘膦代谢物:氨甲基膦酸(AMPA)、N-乙酰草甘膦
· 草铵膦
· 草铵膦代谢物:N-乙酰草铵膦、3-甲基膦酸亚丙酸酯
· 亚磷酸
我们验证的优化方法在上述国标目标物范围内进行了色谱分离和质谱检测实验,覆盖了国标要求的核心检测对象。
6.2 适用基质种类
新国标适用于植物源性食品中草甘膦及其代谢物的测定,具体基质范围以正式发布的标准文本为准。
我们验证的优化方法在色谱分离层面具有较好的基质耐受性,在初步实验中考察了多种植物源性基质的加标回收情况,包括豆类、茶叶类等代表性基质。但从方法验证的严谨性出发,每种新基质在正式用于检测前,均需完成完整的基质效应评价、加标回收和精密度验证,不可仅凭色谱分离效果推断适用性。
备注:验证过的药剂回收率、基质种类、前处理操作步骤等此处不赘述,若有需要,欢迎联络我们索取详细资料。
七、优化方法与新国标参考条件的综合对比
对比项目 | 新国标参考条件 | 我们验证的优化条件 |
色谱柱 | 季铵化聚乙烯醇阴离子柱(150×4.0 mm,5 μm) | Anionic Polar Pesticide (100×2.1 mm,5 μm) |
色谱柱类型 | 聚合物基质,强阴离子交换 | 反相+弱阴离子交换混合模式 |
流动相体系 | 水 + 碳酸氢铵-氨水(高盐碱性) | 0.3%甲酸-水 / 0.5%甲酸-乙腈(低盐酸性) |
盐浓度 | 较高 | 极低(仅含挥发性甲酸) |
质谱响应 | 受高盐离子抑制影响 | 响应改善,低浓度点重复性提高 |
系统维护频率 | 需频繁清洗离子源 | 盐析现象基本消除 |
分离效果 | 满足标准要求 | 满足标准要求,峰形对称性良好 |
检测药剂 | 草甘膦及代谢物、草铵膦及代谢物、亚磷酸 | 覆盖国标目标物 |
适用基质 | 以标准文本为准 | 初步验证多种植物源性基质(豆类、茶叶类等),正式使用前需逐基质验证 |
需要说明的是:两种方案均能满足国标对方法灵敏度、准确度和精密度的核心要求。我们提出优化方案的目的,是为在实操中遇到高盐流动相带来的响应偏低、系统维护压力大等问题的实验室提供一条经过验证的替代路径。
八、给同行的建议
第一,色谱柱选型不要只看"或相当者"四个字。 建议在正式建立方法前,至少对比2种不同离子交换类型(强阴离子交换 vs 弱阴离子交换)或不同基质的色谱柱,重点关注草甘膦与氨甲基膦酸(AMPA)、草铵膦与N-乙酰草铵膦之间的分离度,以及连续进样后的保留时间漂移情况。柱规格从4.0 mm内径调整为2.1 mm内径是允许的,但需同步优化流速和进样量。
第二,高盐流动相并非特定的选择。 国标中的色谱条件属于"参考条件",在满足方法学验证指标(灵敏度、准确度、精密度、线性等)的前提下,实验室可以根据自身仪器配置调整色谱柱规格和流动相组成。如果碳酸氢铵-氨水体系在你的系统上导致响应偏低或维护频繁,可以尝试将流动相体系更换为挥发性酸(如甲酸)体系。
这一点在食品检测的能力验证和扩项评审中是允许的。依据GB/T 27404—2008和GB/T 32465—2015的要求,实验室对标准方法进行修改或偏离时,应通过完整的方法验证数据证明修改后的方法满足原标准的技术指标;CNAS-CL01:2018(等同采用ISO/IEC 17025:2017)和RB/T 214—2017亦要求偏离应经过文件化规定和技术判断。评审专家关注的核心是方法验证数据能否证明偏离的合理性和可靠性,而非是否照搬标准色谱条件。建议在标准操作规程(SOP)中详细记录偏离内容及验证依据,做到"有据可查"。
第三,全程使用塑料容器。 从标准储备液配制到样品前处理再到进样,容量瓶、储液瓶、离心管、进样瓶均应采用PE或PP等塑料材质,避免玻璃容器与样品溶液直接接触。这是保证草甘膦类化合物数据稳定性的基础操作,建议在SOP中明确规定。
第四,质谱参数不要照搬。 不同仪器、不同流动相条件下的离子对参数(DP、CE等)可能存在差异,建议在方法建立初期对每个化合物的质谱参数进行系统优化,并至少选取2个离子对进行MRM采集,以满足标准对定性确认的要求。
九、小结
草甘膦检测之GB23200.122-2026的发布为高极性农药残留检测提供了明确的法规依据,但从标准文本到稳定可靠的日常检测数据之间,色谱条件的选择与优化是每一家实验室都必须面对的实际问题。本文聚焦色谱柱选型和流动相体系调整两个关键环节,分享了我们的实验对比结果和一套经实验验证的酸性流动相条件方案,希望对正在开展方法验证的实验室有所启发。
如有实验室正在遇到草甘膦峰形异常、响应偏低、离子源盐析等问题,欢迎与我们联系交流,共同探讨适合您仪器条件的具体优化方案。