由于对环境保护的需求日益增长,最新一代农药面临着在不影响食品安全或破坏环境的情况下保证作物产量最大化的复杂任务。因此,对危险农药化合物进行彻底分析和鉴定的需求越来越大。

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Hui-Chen达沃

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艾略特威廉姆斯

传统的农药分析是一项非常耗时的任务,而更快速的替代方法——同时使用单个试剂检测多种农药分析物——往往会导致错误并损害分析的可信度。

Ehrenstorfer博士是农药参考物质的领先生产商,通过其创新的发展解决了对可靠的多组分化学筛选的需求智能解决方案™PestiMix套件,这是该行业的世界第一。

这些PestiMix试剂盒是大规模筛选和spike方法验证产品,在5个安瓿中结合了745种液相色谱(LC)分析物和431种气相色谱(GC)分析物,提供了市场上最大的农药分析物组合。它需要三分钟来创建一个1ppm的多达745个分析物的单一溶液,校准可以在短短30分钟内进行。

查尔斯顿LGC设施的两位成员,负责开发这一独特工具的Hui-Chen Stavros和Elliott Williams回顾了引发其成立的关键时刻,并讨论了它如何应对农药行业的挑战。

你能谈谈你对现代农药行业的看法吗?

艾玛:我们认为游戏行业是一个不断进化的有机体。总有新产品被开发出来,带来一系列新的分析物,而这一切都是由创新和从头到尾的辛勤工作推动的。

海关:如今,杀虫剂是控制昆虫和寄生虫最有效的方法,农民严重依赖合成化学农药。然而,农药的使用对环境以及动物和人类的健康有着巨大的影响。如何在农药管理和作物产量之间保持平衡是一个很大的挑战。

该行业的监管变化无疑给测试实验室带来了许多挑战。你能概括一下为什么参考资料是这个市场的关键吗?

海关:参考资料,又称控制标准,用于检查产品的质量和可操作性,验证仪器方法或校准仪器。

参考物质将确保分析数据的准确性和可比性,无论应用如何。这对食品安全和环境检测极其重要。

“Ehrenstorfer质量”被认为是Dr. Ehrenstorfer产品的基础之一,但参考物质的质量有多重要?

艾玛:对于这个行业的任何公司来说,质量都是最重要的事情之一,拥有一个可靠的基础来量化或限定你的数据对于分析测试来说是至关重要的。我们的质量政策是满足并超过客户的目标和标准的期望,确保我们获得卓越的认可。

你认为测试实验室每天面临哪些挑战?

海关:从食品安全的角度来看,不同基质的提取是测试实验室面临的第一个挑战。缺乏适当的参考标准或仪器的检测限度,特别是环境测试实验室的水样,也可能具有挑战性。

艾玛:我想补充的是,一个主要的挑战可能是分析实验室必须测试的材料目录不断增加——每一种材料都有自己的挑战,必须满足以确保质量和安全。

你想要弥补的市场空白在哪里?

艾玛:很难找到大量稳定的多组分混合物。我的意思是,LC PestiMix试剂盒含有745种化合物——这是闻所未闻的!你发现的大多数化合物都是四到五种化合物的混合物,所以这确实是这个领域的创新。没有多少公司愿意投入精力来制造如此大规模的混合。这绝对是一项艰巨的任务,在我们的产品线中,没有很多其他产品能与之匹配。但正如我们所了解到的,这是可能的,所以我们肯定在努力接触。

是什么“尤里卡时刻”触发了第一个智能解决方案™PestiMix工具包的诞生?

海关:2017年初,我们收到了30份定制农药混合溶液的订单。验证产品浓度的最有效方法是将其与独立编制的校准标准进行比较。基于质量控制(QC)部门的需要,我们决定将一些混合溶液进行组合,这就是第一代LC混合溶液,含有超过500种化合物。当时,这些解决方案只在公司内部使用。然而,随着定制溶液需求的增加,我们认为这是QC部门设计校准的正确路径解决方案。

艾玛:是的,然后PestiMix出现了,因为需要跟上生产。对我们来说,连续地对所有东西运行数百种不同的检查标准是不可行的,这只会浪费时间。一开始,我们只是将几个解决方案结合起来,然后一点一点地建立起一个更大的实体。突然,我们觉得‘哦,我们发现了一些东西!’我想那就是‘我发现了’的时刻。

拖拉机在菜地喷洒农药

来源:©Shutterstock

农民严重依赖合成化学农药。然而,如何在农药管理和作物产量之间保持平衡是一个挑战。

PestiMix套件应用于哪些行业,它们帮助解决了哪些挑战?

海关:食品安全和环境测试都是PestiMix的主要市场,其主要驱动力是满足法规并节省大量时间——这两种试剂盒中组合了1000多种分析物。

艾玛:是的,我们的主要目标是促进食品测试,但我可以肯定地看到PestiMix被应用在许多其他领域,比如水测试。不准确和低效率是这些行业的主要挑战。而且,由于PestiMix非常快,非常准确,非常稳定,许多行业可以在工作流程和实验室例程中看到巨大的好处。

您能谈谈您的团队开发PestiMix时采用的技术方法吗?

艾玛:我们已经知道哪些复合类可以很好地与其他复合类一起工作,当我们将它们组合在一起时,我们意识到哪些可以工作,哪些不能工作。在将近四年的时间里,我们收集了我们得到的零碎信息,并利用它们采取了我们目前的方法。

海关:我们正在为新购买的LC/高分辨率质谱(MS)仪器开发方法。该仪器具有高分辨率和分离更大的分析物集的能力。我们把所有的样本——一开始是500个分析物——放在一起测试我们是否能同时看到所有的样本。这是我们的第一个方法,但就像埃利奥特说的,我们花了很长时间来处理和调整这些数据。

您还推出了新的智能解决方案v400 GC PestiMix工具包。你能告诉我们是什么激发了从最初的工具包的进化吗?有什么不同?

海关:v400 GC PestiMix试剂盒专为分析物设计,由于其化合物类和溶解度,更适合通过GC/MS分析技术运行。原有的PestiMix更适用于LC/MS分析。与LC PestiMix的方法类似,QC部门也使用相同的思想开发了GC PestiMix。同样,它实际上是内部的QC校准标准,然后它被修改成一个可销售的产品。

如果其他市场有需求,比如不断增长的大麻市场,我们或许可以解决——我们肯定会尝试

每一个成功的故事都有挑战,你能告诉我们在这个过程中你感到沮丧的时刻吗?你有什么时候需要重新设计的吗?

艾玛:有很多次我们不得不从头开始。溶解度场和稳定性交叉反应都失败了。你沿着数据列表向下看,你开始看到整个复合类的趋势——你只需要从混合中抽身,从头开始并继续前进。有很多问题,但随着时间的推移,它变成了你知道会发生的事情,你可以解释一些事情。

在您看来,您对农药检测的未来有什么看法?埃伦斯托弗博士会怎么支持呢?

艾玛:我认为随着越来越多的农药被使用;我们将看到产品目录的增长。如果其他市场有需求,比如不断增长的大麻市场,我们或许可以解决——我们肯定会尝试。在未来,我们希望继续增加我们的套件,以满足我们的主要市场的期望-最终,我们的产品将与这些市场一起增长,并增长到其他市场。只有时间会告诉我们答案。

海关:是的。我们一直在开发新的化合物清单,包括农药代谢物。未来的另一个关键目标是提高当前较短保质期解决方案的稳定性。

关于作者

Hui-Chen达沃

Hui-Chen达沃

Hui-Chen是LGC Charleston的质量控制经理。1995年获台北医科大学药剂学学位,1997年获国立台湾海洋大学海洋生物学硕士学位。她于2005年在德州农工大学野生动物和渔业科学系获得博士学位,主要研究方向是海龟的污染。2005年至2008年,她在美国国家海洋和大气管理局(NOAA)担任博士后研究员,研究海洋哺乳动物的微量元素污染。她于2008年加入o2si智能解决方案公司(o2si),担任化学家。她拥有超过15年的各种仪器经验:ICP, ICP-MS, AA, IC,原子荧光,HPLC, UHPLC/HRMS, GC/FID和GC/MS。不工作的时候,她喜欢和家人一起看棒球比赛,也喜欢旅游。她还能说一口流利的普通话。

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艾略特威廉姆斯

埃利奥特是美国LGC查尔斯顿的质量控制化学家。埃利奥特获得了化学学士学位,然后在o2si智能解决方案公司开始了他进入分析化学世界的旅程。在那里,他帮助为全球市场创造和确保高质量的参考材料。