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在我国，植物生长调节剂被广泛用于果蔬生产中，如多效唑在桃生产中、氯吡脲在猕猴桃、西瓜和黄瓜生产中、矮壮素在番茄生产中均已普遍使用[1]. 国家质量监督检验检疫总局在2011年就发布的《关于食品添加剂对羟基苯甲酸丙酯等33种产品监管工作的公告》[2]明确指出，包括氯吡脲等33多种化合物，禁止作为食品添加剂出厂销售，食品生产企业禁止使用. 不合理的过量生长调节剂被人体吸收后，会在人体内不断地积累，往往会引起消费者患有支端肥大、骨质疏松、恶性肿瘤等疾病，而且易促使儿童提前发育、过早成熟等症状的出现[3-5].
离子阱飞行时间质谱（LCMS-IT-TOF）是岛津特有的高分辨质谱，其前端是离子阱质谱，可用于前体离子选择和高达十级的离子碰撞，后面是飞行时间质谱，用于高分辨离子检测。LCMS-IT-TOF可以广泛应用在有机小分子的结构分析，中药成分鉴定，食品，香料，农残兽残，药物代谢物鉴定, 生物大分子的蛋白质组研究，包括多肽的一级从头测序，蛋白质鉴定，转录后修饰，复杂糖蛋白的分析等，其中未知化合物分子式预测是其最有特色的功能。通过对未知化合物的多级高质量精度碎片的解析，可以迅速判断该化合物的元素，化学式，从而得到该化合物的基本信息[6-8].
本文建立了一种简单、无需标准品的筛查方法，采用简单快速的前处理方法，通过HPLC-IT-TOF对果蔬样品进行快速分析，使用MetID软件对分析数据进行筛查，得到初筛阳性样品之后使用IT-TOF多级质谱功能及进一步的确认结构.
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使用岛津超高效液相色谱仪Nexera XR与离子阱飞行时间质谱LCMS-IT-TOF联用系统. 具体配置为LC-20ADXR×2输液泵，DGU-20A3在线脱气机， SIL-20ACXR自动进样器， CTO-20AC柱温箱，CBM-20A系统控制器，LCMS-IT-TOF离子阱飞行时间质谱，并使用LCMSsolution Ver. 3.70色谱工作站. 高速冷冻离心机（湘仪）；超声波振荡器（泰亚赛福）；匀质器（德国IKA）；超纯水仪（密理博）；旋转蒸发仪（EYELA）；氮吹仪（泰亚赛福）. PSA及C18吸附剂（美国Varian，40 μm）；无水硫酸镁、无水醋酸钠为优级纯（上海国药集团）. 乙腈（色谱纯，上海安谱公司），乙酸铵（色谱纯，上海安谱公司），甲酸（质谱级，美国Fisher公司），矮壮素、氯吡脲和多效唑（标准品，百灵威科技）；实验室用水为超纯水，由Milli-Q纯水仪制得；所有果蔬均购买自菜市场.
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液相色谱条件:高效液相系统为岛津Nexera XR系统；色谱柱为Shim-pack XR-ODS II, 2.0 mm×75 mm, 2.2 μm粒径；流动相A为2 mmol·L−1乙酸铵（含0.1%甲酸），流动相B为乙腈；梯度程序见表1；流速为0.4 mL·min−1；进样体积为20 μL；柱温为40°C.
质谱条件：使用岛津公司离子阱飞行时间质谱LCMS-IT-TOF；离子源为ESI(+)正模式；离子源接口电压为4.5 kV；检测器电压为1. 60 kV；雾化气为氮气1.5 L·min−1；干燥气为氮气，流速为10 L·min−1；碰撞气为氩气；脱溶剂管温度为200°C；加热模块温度为200°C.
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标准储备液：精密称取矮壮素、氯吡脲和多效唑对照品各10 mg置于10 mL容量瓶中，加入甲醇溶解并定容至刻度即得标准储备液1.0 mg·mL−1，于-18°C下保存. 标准测试液：取上述3种标准储备液各100 μL，加入700 μL水稀释成为1.0 mg·L−1的测试液.
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称取10.0 g均质试样于50 mL具塞离心管中，加入20.0 mL含体积分数1%乙酸的乙腈溶液、4.0 g无水MgSO4、1.0 g无水醋酸钠，高速均质1 min，以8000 r·min−1离心5 min，取上层清液10 mL于预先加有150 mg PSA及850 mg无水MgSO4的离心管中，再加入100 mg C18固相萃取吸附剂，涡旋30 s，以8000 r·min−1离心5 min，上层清液经0.22 μm微孔膜过滤，取5.0 mL滤液至具塞离心管中，N2气流吹干，加入1.0 mL乙腈和3.0 mL 0.1%甲酸水溶液溶解供LC-MS/MS分析. 使用岛津公司离子阱飞行时间质谱配套软件MetID进行数据库建立和筛查. 分子量预测由岛津公司Fomula Predictor软件进行.
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按照1.2分析条件建立分析方法，确定3种植物生长调节剂的出峰时间，10 μg·L−1标准品提取离子流图见图1. 矮壮素、氯吡脲、多效唑保留时间分别为0.4 min、3.6 min和3.95 min.
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使用MetID建立快速筛查方法，输入3种植物生长调节剂分子式，矮壮素（+C5H13Cl2N -HCl），氯吡脲（+C12H10ClN3O），多效唑（+C15H20ClN3O），新建筛查表.
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建库时对标准品进行自动多级分析，多级质谱图及推测可能的裂解规律如图2. 通过多级谱图的对照，可以进一步确定目标物的结构组成. 为定性提供充足的依据. 图2为根据矮壮素、氯吡脲和多效唑多级谱图和分子量，初步推测的裂解规律：其中矮壮素主要通过去甲基得到最后的两个主要碎片离子；氯吡脲则以苯环为基核，分别生成两个主要碎片离子；多效唑则以重排反应为主，转化为碎片离子的生成.
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使用1.2分析方法对1.4处理的3份果蔬样品进行分析，得到的数据结果使用MetID进行筛查，积分参数width=3，slope=100，筛查结果见表2. 3种蔬果均检出矮壮素，其中西红柿中检出氯吡脲，多效唑未在样品中检出.
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本文使用高效液相色谱-离子阱飞行时间质谱（HPLC-IT-TOF）建立三种植物生长调节剂的快速筛查方法. 本方法无需标准品，使用MetID进行初筛到疑似阳性样品，再利用IT-TOF多级质谱功能进行结构鉴定，确认目标物. 对黄瓜、西红柿和提子等3种果蔬样品进行筛查，其中3种样品均可筛查到矮壮素，西红柿还可以筛查到氯吡脲，证明该方法高效可靠，无需标准品，可用于果蔬样品的快速筛查分析.
离子阱飞行时间质谱用于植物生长调节剂的定性筛查
Qualitative screening of plant growth regulators by ion trap time of flight mass spectrometry
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摘要: 本文建立了高效液相色谱-离子阱飞行时间质谱（HPLC-IT-TOF）建立植物生长调节剂的定性筛查方法。本方法无需标准品，利用IT-TOF专用软件MetID进行初步筛查，出现阳性样品之后，再利用IT-TOF多级质谱功能进行结构鉴定，确认目标物。在方法建立过程中，以矮壮素、氯吡脲和多效唑为例，对黄瓜、西红柿和提子等3种果蔬样品进行筛查，其中3种样品均可筛查到矮壮素，西红柿还可以筛查到氯吡脲，证明该方法高效可靠，无需标准品，可用于果蔬样品的快速筛查分析。Abstract: High performance liquid chromatography hyphenated with ion trap time of flight mass spectrometry (HPLC-IT-TOF) was used to establish a qualitative screening method for plant growth regulators. This method does not need standards. IT-TOF proprietary software MetID is used for preliminary screening. After positive samples appear, IT-TOF mass spectrometry is used for structural identification to confirm the target. Three kinds of plant growth regulators, such as Chlormequat chloride, Forchlorfenuron and Paclobutrazol, and three fruit and vegetable samples, cucumber, tomato and raisin, were used for method development and evaluation. As the results, Chlormequat chloride could be screened in three kinds of samples, and Forchlorfenuron could also be screened in tomatoes, which proved that the method was efficient and reliable without standard samples, and could be used for rapid screening and analysis of fruit and vegetable samples.
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图 2 矮壮素、氯吡脲和多效唑多级谱图推测可能的裂解规律
Figure 2. MS Fragmentation of Chlormequat chloride，Forchlorfenuron and Paclobutrazol
表 1 时间程序
Table 1. Time program
时间/min 单元 处理命令 值 0.00 Pumps B.Conc 20 3.00 Pumps B.Conc 80 3.50 Pumps B.Conc 80 3.51 Pumps B.Conc 20 6.00 Controller Stop 
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表 2 MetID筛查结果
Table 2. MetID screening results
植物生长调节剂 黄瓜 西红柿 提子 矮壮素 检出 检出 检出 氯吡脲 未检出 检出 未检出 多效唑 未检出 未检出 未检出
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[1] 陈亮, 侯杰, 胡晓蕾, 等. 植物生长调节剂在土壤中的环境行为综述 [J]. 环境科学, 2022, 43(1): 11-25. [2] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局《关于食品添加剂对羟基苯甲酸丙酯等33种产品监管工作的公告》[J]. 中国食品, 2011(24): 90. [3] 戴唯, 李巧, 朱明, 等. QuEChERS-同位素内标-高效液相色谱-串联质谱法测定动物源性食品中植物生长调节剂类农药残留 [J]. 色谱, 2021, 39(11): 1213-1221. [4] 宋雯, 王强. 食品中植物生长调节剂残留限量标准比较与分析 [J]. 农药学学报, 2021, 23(2): 226-236. SONG W, WANG Q. Comparison and analysis on the maximum residue limits for plant growth regulators in foodstuffs [J]. Chinese Journal of Pesticide Science, 2021, 23(2): 226-236(in Chinese).
[5] 岳可心, 闫伊萌, 张鸿旭, 等. 植物生长调节剂的毒性研究进展 [J]. 农药, 2021, 60(4): 239-243,276. [6] 李玮, 蒋珍珍, 李菡, 等. 利用在线加压溶剂提取-超高效液相色谱-离子阱-飞行时间-质谱法定性分析片仔癀化学成分组 [J]. 色谱, 2021, 39(5): 478-487. [7] 王颖, 梁峰, 李平. 液相色谱-离子阱质谱和飞行时间质谱分析橄榄油中的特丁津除草剂[C]. 世界华人质谱学术报告会暨中国质谱学会学术交流会. 2006. [8] 高利生, 曹磊, 赵阳. 常见毒品离子阱飞行时间质谱分析手册[M]. 北京: 化学工业出版社, 2014. -
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图( 2) 表( 2)
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