本方案描述了一种改进的基于镁硅酸盐吸附剂分散固相萃取净化的Quick-Easy-Cheap-Effective-Rugged-Safe（QuEChERS）方法，用于通过气相色谱-串联质谱法对农业土壤中有机磷农药进行多残留测定，可增强共提取物的去除效果，最大限度减少基质相关的分析干扰，并支持可靠的痕量水平定量分析。
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本方案描述了一种改进的基于镁硅酸盐吸附剂分散固相萃取净化的Quick-Easy-Cheap-Effective-Rugged-Safe（QuEChERS）方法，用于通过气相色谱-串联质谱法对农业土壤中有机磷农药进行多残留测定，可增强共提取物的去除效果，最大限度减少基质相关的分析干扰，并支持可靠的痕量水平定量分析。
采用气相色谱-串联质谱法（GC-MS/MS）对农业土壤中有机磷农药（OPP）残留进行准确定量时，常受到共提取有机物、腐殖物质及矿物相关干扰物引起的基质诱导信号效应的阻碍。传统的快速-简便-廉价-高效-稳健-安全（QuEChERS）净化策略可能无法充分去除复杂土壤提取物中的基质组分，从而影响分析性能。本研究提出一种改进的QuEChERS方法，通过在混合吸附剂分散固相萃取（dSPE）净化步骤中引入特定吸附剂，实现农业土壤中12种OPP的同时测定。在六种理化性质各异的农业土壤中评估了七种dSPE吸附剂组合的净化效果。通过重量法定量共提取物的去除效率，结果表明，初级-次级胺、十八烷基硅烷与镁硅酸盐吸附剂组合（各50 mg，配以150 mg无水硫酸镁）的平均共提取物去除率最高（88%）。在最终提取液中加入乙二醇甘油、L-古洛糖酸-γ-内酯、D-山梨醇和莽草酸作为分析物保护剂，以最小化基质效应，同时采用基质匹配校准补偿不同土壤引起的信号差异。分别以氯吡rifos-甲基-d10和三苯基磷酸酯作为流程内标和进样内标。基质匹配校准曲线（5–600 µg/kg）表现出优异的线性关系，大多数分析物-土壤组合的决定系数≥0.9933。以检测限（5 µg/kg）用于线性评估，而方法定量限则设定为50 µg/kg，作为经验证的最低浓度水平。在三个加标回收水平（50、200和400 µg/kg，每水平n = 5）下评估方法的准确度和精密度，大多数分析物-土壤组合的回收率在70%至120%之间，相对标准偏差≤20%，满足SANTE/2020/12830（Rev.2）性能标准。仅在部分土壤基质中，对苯硫磷、嘧吡磷和乙拌磷的回收率较低。结果表明，镁硅酸盐吸附剂可通过减少共提取物提高dSPE净化效率，结合分析物保护剂与基质匹配校准，可实现复杂土壤基质中OPP多残留检测的可靠测定。
有机磷农药（OPP）因其在农作物保护方面的广谱高效性和多功能性，至今仍是全球使用最广泛的农用化学品类别之一1。尽管许多有机磷农药在环境中的降解速度较有机氯农药更快，但由于其广泛且频繁地施用，这些化合物在农业土壤中仍持续存在2。土壤是接收农药输入的主要环境介质，可作为残留物的临时储存库，残留物可能由此转移至农作物、地表水、地下水及周边生态系统3。有机磷农药残留的存在令人关注，因为这些化合物可通过抑制乙酰胆碱酯酶活性对人体产生神经毒性作用，同时对非靶标生物、土壤微生物群落以及生态系统功能造成不利影响2。因此，农业土壤中有机磷农药残留的存在可能导致生物多样性丧失、生态失衡，并通过食物链和水传播途径造成环境暴露3。因此，准确测定有机磷农药残留对于获取高质量的残留数据、支持环境暴露评估以及深入理解不同农业条件下有机磷农药的环境归趋至关重要。此外，基于单一土壤类型开发和优化的分析方法，在应用于理化性质差异较大的土壤时，未必能获得同等的分析性能4,5，这凸显了在不同农业环境中评估方法适用性的必要性。然而，痕量水平的定量仍具挑战性，因为农业土壤在理化性质上存在显著差异，这会影响提取效率、基质效应....
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实验优化dSPE净化程序、基质效应数据集以及六种农业土壤理化表征所依据的源数据已存入Zenodo，可在DOI: 10.5281/zenodo.21644870公开获取。所用试剂和设备的详细信息见材料表。
1. 土壤采样与制备
注意：为确保个人安全，建议在整个实验过程中穿戴实验服、护目镜和丁腈手套。
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为方法评估所选的六种农业土壤代表了广泛多样的土壤性质（见表2），其pH值（土壤: H2O, 1:2）范围为4.67至7.31，有机质含量为0.18%至6.46%，黏粒组分占比为22.9%至48.5%。其中五种土壤来自哥伦比亚的农业区域，一种来自西班牙。选择此类多样性土壤旨在评估所提出的净化程序在不同土壤基质中的稳健性，因为已知土壤的pH值、有机质含量和质地等性质会影响农药残留分析过程中的共提取物、基质效应（MEs）以及目标分析物的回收率。
采用重量法测定共提取物的去除率，评估了七种dSPE吸附剂组合（见图2）。在单一吸附剂中，弗罗里硅土（Florisil）的平均共提取物去除率最高（71%），其次为PSA（58%）和C18（41%）。镁硅酸盐吸附剂在S2土壤中实现了完全的共提取物去除（100%），在S3（91%）和S4（91%）中去除率均超过90%。相比之下，PSA在不同土壤间的去除效果变异性较大，去除率从S4中的21%到S6中的完全去除不等。C18的表现最差且变异性最.......
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由于土壤理化性质的高度变异性以及由此导致的共提取物组成的差异，土壤中农药残留的测定在分析上仍具有挑战性4,5,6,14,17,18,19,20,21。尽管基于QuEChERS的方法已广泛应用于食品和植物基质，但针对具有不同土壤特性的农业土壤，系统优化分散固相萃取（dSPE）净化步骤的研究仍较少4。在本研究中，采用六种农业土壤（代表不同的土壤环境条件）评估了七种dSPE吸附剂组合。结果表明，净化.......
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在本工作的准备过程中，作者使用了Claude（Anthropic）的免费版本协助设计图3的图形布局，并使用了ChatGPT（GPT-5.5，OpenAI）的免费版本协助进行语法和拼写修改。在使用这些工具后，作者根据需要对所有内容进行了仔细审阅和编辑。所有科学内容、数据、分析和结论均由作者生成、验证和确认，作者对已发表文章的准确性和完整性承担全部责任。
作者衷心感谢 EAN 大学及其研究与技术转移管理办公室对本研究的支持。作者还感谢 EAN 大学实验室提供了开展本工作所需的分析设施和技术资源，包括在整个研究过程中使用的 GC-MS/MS 仪器。本研究由哥伦比亚波哥大 EAN 大学研究与技术转移管理办公室资助。
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 3-乙氧基-1,2-丙二醇（乙基甘油） | Sigma Aldrich | 260428-1G | |
| 乙酸 | Sigma Aldrich | 695092 | |
| 乙腈 | 默克 | 1006652500 | |
| AOAC 20i/s 自动进样器 | 岛津 | 221-723115-58 | |
| 平衡 | OHAUS | PA224 | |
| C18 | Sigma Aldrich | 52600-U | |
| 离心管，2 mL | Eppendorf | 4610-1815 | |
| 50 mL 离心管 | 巢 | 602002 | |
| Centrifuge Z206A | MERMLE | 6019500118 | |
| 色谱柱 SH-Rxi-5sil MS，30 m × 0.25 mm 0.25 µm | 岛津 | 221-75954-30 | |
| 容器，带盖，棕色玻璃，1000 mL | Sigma Aldrich | Z674176 | |
| 干燥器 | Simax | 415262302 | |
| Dispensette 5-50 mL | BRAND | 4600361 | |
| D-山梨醇 | Sigma Aldrich | 240850-5G | |
| 乙酸乙酯 | Merk | 1313181212 | |
| 弗洛里硅土 &小于200目，细粉 | Sigma Aldrich | 288705-50G | |
| 甲酸 | 默克 | 1002641000 | |
| GCMS-TQ8040 | Shimadzu | 211552 | |
| 注射器 | Shimadzu | LC2213461800 | |
| L-古洛糖酸 γ-内酯 | Sigma Aldrich | 310301-5G | |
| 林纳无分流 | Shimadzu | 221-4887-02 | |
| 硫酸镁（无水） | Sigma Aldrich | M7506-2KG | |
| 甲醇 | Panreac | 131091.12.12 | |
| Milli-Q超纯水（1型） | Millipore | F4H4783518 | |
| 移液器吸头 10 - 100 µL | Biologix | 200010 | |
| 移液器吸头 100 - 1000 µL | 品牌 | 541287 | |
| 移液器吸头 20 - 200 µL | 品牌 | 732028 | |
| 移液管 巴斯德 | NORMAX | 5426023 | |
| Pippette Transferpette S 可调式 10 - 100 µL | 品牌 | 704774 | |
| Pippette Transferpette S 可调式 100 - 1000 µL | 品牌 | 704780 | |
| Pippette Transferpette S 可调式 20 - 200 µL | SCILOGEX | 712111099999 | |
| 初级-次级胺（PSA） | Sigma Aldrich | 52738-U | |
| 冰箱/冰柜 | Haceb | NEV ALC 404 | |
| 莽草酸 | Sigma Aldrich | S5375-1G | |
| 乙酸钠 | Sigma Aldrich | 241245-1KG | |
| 软件 GCMSsolution | 岛津 | 223-18472-92 | |
| 不锈钢2 mm网筛 | Pinzuar | PS33N10 | |
| 试管，玻璃，10 mL | Sigma Aldrich | BR114508 | |
| 甲苯 | 默克 | 1083252500 | |
| 三苯基磷酸酯（I-IS） | Sigma Aldrich | 241288-50G | |
| 带熔融内插管的小瓶，0.3 mL | Sigma Aldrich | 29398-U | |
| 15 mL 棕色玻璃螺口小瓶 | Sigma Aldrich | 27088-U | |
| 10 mL 比色管 | Sigma Aldrich | DWK28017-10 | |
| 涡旋混合 | Scilogex | 82120004 | |
| 农药 | |||
| 毒死蜱 | Sigma Aldrich | 45395-100MG | 2921-88-2 |
| 氯吡rifos-甲基 | Sigma Aldrich | 45396-250MG | 5598-13-0 |
| 氯吡rifos-甲基-d10（P-IS） | Sigma Aldrich | 90047-5MG | 285138-81-0 |
| 乙硫磷 | Sigma Aldrich | 45477-250MG | 563-12-2 |
| 芬胺磷 | Sigma Aldrich | 45483-250MG | 22224-92-6 |
| 芬硫磷 | Sigma Aldrich | 45487-250MG | 122-14-5 |
| 芬硫磷 | Sigma Aldrich | 36552-250MG | 55-38-9 |
| 马拉硫磷 | Sigma Aldrich | 36143-100MG | 121-75-5 |
| 甲基对硫磷 | Sigma Aldrich | 36158-100MG | 950-37-8 |
| 对硫磷甲酯 | Sigma Aldrich | 36187-100MG | 298-00-0 |
| Pirimiphos-ethyl | Sigma Aldrich | 45628-250MG | 23505-41-1 |
| Pirimiphos-methyl | Sigma Aldrich | 32058-250MG | 29232-93-7 |
| Tolclofos-methyl | Sigma Aldrich | 31209-250MG | 5701804-9 |
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