农残检测新路径｜当 GC 不想只剩碎片：SICRIT 能带来什么？

2026-04-22 15:39:30, 华质君华质泰科生物技术（北京）有限公司

导语

当我们用质谱追踪食品中的农药残留时，看到的究竟是样品里原本存在的分子，还是电离过程留下的一地碎片？

传统 GC-MS 给了实验室强大的分离能力和成熟谱库，却也常常让分子在 70 eV EI 中被打散。软电离的意义，不是简单替代 GC 或 LC-MS/MS，而是在两者之间补上一段新的连接：保留 GC 的分离，尽量减少过度碎裂，让更多接近分子本体的信息进入质谱判断。

📊 农残检测的“老问题”

民以食为天，食以安为先。

清晨的超市里，喷过水雾的青菜整齐码在货架上，苹果表皮发亮，葡萄一串串垂着，草莓红得均匀，你心里一闪而过的念头：这些看起来新鲜、完整、漂亮的果蔬，农药残留达标吗？

一份果汁、一块果肉、一把青菜、一瓶食用油，被编号、称量、提取、进样，排着队等待分析。检测人员面对的，不是一两个样品，而是一批又一批；不是单一成分，而是成百上千种可能同时存在的农药残留。真正难的，从来不只是“测出来”，而是要在复杂样品里，把那些含量极低、信号很弱、又容易被背景淹没的目标物，一点点找出来，分清楚，看准确。

这也是为什么，传统农残检测长期依赖两条主路：GC-MS 和 LC-MS。GC-MS 分离能力强，方法体系成熟，EI 谱库丰富；LC-MS/MS 对许多中高极性化合物更友好，定量能力强。

但两条路线各有代价。GC-EI-MS 的电子轰击电离通常使用 70 eV 高能电子，许多化合物会发生明显碎裂，分子离子弱甚至缺失；而 LC-MS/MS 虽然软电离友好，却并不天然覆盖所有挥发性、半挥发性和弱极性农残场景。GC-SICRIT 论文也明确指出，EI 的优势是覆盖面和谱库成熟，但分子离子缺失或强度低，会让部分化合物的定量与共流出情况下的识别变得更困难。

SICRIT

GC 不一定只能通向“碎片森林”

GC 后面不一定只能接 EI。GC 分离之后，也可以尝试获得更接近 LC-MS/MS 语境的准分子离子、加合离子和高分辨全扫描信息。SICRIT 让中性分子进入靠近质谱入口的反应区域，在常压条件下发生软电离，既能接 GC，同时兼容 LC 质谱仪，一台仪器实现 “气相分离 + 液相式软电离”，直接打通 GC 与 LC-MS 的壁垒。

接下来再看几篇代表性的研究，你会发现，SICRIT 在农残方向并不是一开始就去讲“快”和“省”，而是先做好了灵敏度、重复性、复杂基质中的可用性，以及它在 GC 场景下到底能不能真的带来不同于传统 EI 的信息表达。

谱图干净好定性，可直接匹配 LC-MS/MS 库，双重确证更准

灵敏度爆表，多数农残检出限低至 ppt/ppb 级，远超欧盟标准

抗基质干扰强，果蔬、果汁等高糖高色素样品也稳定可靠

161 种农药全覆盖，有机磷、菊酯、三嗪、杀菌剂全拿下

原本需要用 LC-MS 分析的极性农药，和原本用 GC-MS 分析的非极性农药，居然可以在同一台仪器上、甚至同一个方法里被检测！这打破了传统气相和液相之间的技术壁垒。

实战一｜复杂基质考验，直连固相微萃取(SPME)

🔍农残与违禁药物的超痕量分析

2018年 Mirabelli 等人将 SPME 直接与 SICRIT-MS 联用，用葡萄汁作为模型样品做农残定量快速检测，专门用于农残与违禁药物的超痕量分析。葡萄汁很具有代表性，是一个相当复杂的基质，含糖量约 20% w/w，并含有色素；这类基质在热解吸过程中容易产生副反应和干扰。

农药：三嗪类、有机磷类等；毒品：可卡因、地西泮、甲基苯丙胺等

快速：分析时间＜1 min，通量极高；

超敏：多种农药的检出限低至3 pg/mL（万亿分之三）。可直接检出市售葡萄汁中嘧霉胺、环丙酰胺等农残。

另外，在地表水等实际样品中可直接检出多种农药残留，质量误差小于 0.7 ppm。检出莠去津、西玛津等农残，浓度 <5 pg/mL。

该方法灵敏度达到亚 pg/mL 级，可卡因、地西泮检出限低至 0.3 pg/mL，线性范围跨越 3 个数量级。无残留、基质效应温和。

实战二｜高灵敏度定量：联手纳升液相，挑战 ppt 极限

SICRIT 在农残方向的早期代表性工作，并不是先讲“快”，而是先讲“准”。

2016 年，Mirabelli、Wolf 和 Zenobi 将 nano-LC 与 SICRIT 源联用，用 LTQ-Orbitrap 进行全扫描检测和定量。研究对象是 16 种不同类别农药，样品包括苹果和婴儿苹果泥：取 10.0 g 样品，提取后乙腈上清液经过 0.2 μm Teflon 滤膜过滤，再进入 nano-LC 分析。

结果中，检出限低至 10 pg/mL，16 种农药的检测限达到 pg/mL 水平。carbofuran、atrazine、isoproturon、terbuthylazine、metolachlor 等多个化合物的实验 LOD 为 10 pg/mL；malathion 为 100 pg/mL；phoxim 为 300 pg/mL。这比当时欧盟规定的最大残留限量（MRLs，通常为 10 ng/mL）整整低了 1000 倍！即使是不适合气相分析、也不太好电离的新烟碱类农药（如吡虫啉），也有了很好的响应。

实战三｜跨界气相色谱(GC)，刷新传统认知

🔍 SICRIT 不仅能接液质，还能接气相！

2017 年，研究团队将 GC 与 SICRIT 源连接，接入高分辨 Orbitrap 质谱，实验检测了 28 种农药：标准液用二氯甲烷配制，metolachlor 和 atrazine-D5 用作内标，内标浓度为 10 ng/mL。结果显示，多数化合物线性可维持 3 个数量级；超过一半农药的 LOD 低至 30 pg/mL，对应约 60 fg on-column。进一步结合 SPME 时，LOD 可低至 30 fg/mL。

GC-SICRIT-MS 联机实现了农药与违禁药品的常压软电离分析。线性良好、重现性稳定，可兼容常规 LC-MS 仪器，适配复杂样品痕量检测。

完美识别：对于 Diazinon（二嗪农），EI 谱图里母峰很弱，全是碎片；而 SICRIT 谱图里，准分子离子 [M+H]⁺ 干净又强势。

灵敏度：对于 28 种农药，SICRIT 的检出限低至 30 pg/mL，优于传统 EI 方法。

终极组合（SPME-GC-SICRIT）：先富集，再气相分离，再软电离。结果，部分农药的检出限达到了惊人的 30 fg/mL（飞克级，比 ppt 还低 1000 倍）

实战四｜74 种农药定量快照：标准体系下的扩展测试

2025 年，实验室采用 GC-SICRIT-QTOF，在干燥条件下对 74 种 GC 适用农药进行定量检测：

合格率高：绝大部分化合物（70/74）的检出限都在10 ppb（即10 ng/mL）以下，满足欧盟农残最大残留限量（MRLs）的常规要求（通常为10 ppb）。部分农药达 ppt 级检出能力。

Folpet（灭菌丹），一种 LC-MS 难电离的农药，在 SICRIT 上却表现良好，检出限达到 5 ppb，远低于监管要求的 30-70 ppb。

线性良好：在1 ppb 到 1 ppm 的浓度范围内，大多数化合物展现出了极佳的线性关系（R² > 0.99），保证了定量的准确性。适合食品与环境中农药多残留高通量筛查。

实战五｜161 种农药定性验证，匹配 LC-MS/MS 谱库！

在另一项采用 GC-SICRIT-QTOF 对 161 种农药的定性研究中，SICRIT 展现了其“软电离”带来的独特优势：

从极性到非极性、从挥发性到热不稳定，161 种农药全覆盖。

离子模式切换：研究人员发现，有些含卤素、硝基的农药（如五氯硝基苯）在正离子模式下响应弱，但切换成负离子模式，信号就出来了。灵活性很强。

图谱干净，易于二级验证：由于 SICRIT 得到的 MS¹谱图主要是 [M+H]⁺，几无碎片。该方法产生的 MS² 谱图可直接与现有的 LC-MS/MS 谱库进行比对。

融合 GC 高分离度与 LC 软电离定性优势，适用于农药靶向与非靶向筛查。

Application Trends

SICRIT 农残方案

📊 一套流程，全场景适配

从农田到餐桌，农残检测既要覆盖广、超灵敏，又要高效率、低成本。SICRIT 以软电离技术为核心，为农药分析提供了全新技术思路。

快：前处理简化，分析时间缩短，单日检测量翻倍，让“实时监测”成为可能；
准：碎片少、母离子强；双重谱库验证，假阳性率极低；

省：无缝衔接 GC、LC、直接进样；“一源多用”，设备、耗材、人力成本大降；

稳：离子源常压运行，不易污染，维护简单。

未来，一台仪器、一套方法，轻松搞定数百种农残筛查，让餐桌安全更有保障，让检测更简单、更精准、更高效！

● 参考文献：

1. Mario F. Mirabelli, Jan-Christoph Wolf, and Renato Zenobi. Direct Coupling of Solid-Phase Microextraction with Mass Spectrometry: Sub-pg/g Sensitivity Achieved Using a Dielectric Barrier Discharge Ionization Source. Anal. Chem. 2016, 88, 7252-7258

2. Mario F. Mirabelli, Emanuela Gionfriddo, Janusz Pawliszyn and Renato Zenobi. A quantitative approach for pesticide analysis in grape juice by direct interfacing of a matrix compatible SPME phase to dielectric barrier discharge ionization-mass spectrometry. Analyst, 2018

3. Mario F. Mirabelli, Jan-Christoph Wolf and Renato Zenobi. Pesticide analysis at ppt concentration levels: coupling nano-liquid chromatography with dielectric barrier discharge ionization-mass spectrometry. Anal Bioanal Chem. 2016, 408:3425-3434

4. Mario F. Mirabelli, Jan-Christoph Wolf and Renato Zenobi. Atmospheric pressure soft ionization for gas chromatography with dielectric barrier discharge ionization-mass spectrometry. Analyst, 2017, 142, 1909-1915

5. Quantitative Snapshot: LOD Analysis of 74 LC amendable Pesticidesusing the GC-SICRIT coupled to a Shimadzu 9030 QTOF. SICRIT Application Note

6. Qualitative Cross-Over: Using SICRIT Technology to Analyze 161 Restek GC Pesticides Combining the Benefits of GC and LC. SICRIT Application Note

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