吡蟲啉在番茄中的殘留動(dòng)態(tài)及殘留去除方法

王明明，龔 艷，陳 浩，沈 菁,*

吡蟲啉在番茄中的殘留動(dòng)態(tài)及殘留去除方法

王明明1，龔 艷2，陳 浩1，沈 菁2,*

(1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院，湖北 武漢 430070；2.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)研究所，湖北 武漢 430064)

考察吡蟲啉在番茄中的殘留消解動(dòng)態(tài)，改進(jìn)吡蟲啉在番茄中的殘留分析方法，并對(duì)日常生活中幾種常用的去除農(nóng)藥殘留的方法進(jìn)行比較。結(jié)果表明：采用乙腈提取、氨基固相萃取小柱凈化、高效液相色譜分離測定番茄中的吡蟲啉殘留，方法在0.01～2mg/L的范圍內(nèi)，吡蟲啉的峰面積與其質(zhì)量濃度呈良好的線性關(guān)系，線性方程為Y =69582.5X＋68.9，相關(guān)系數(shù)為0.9999。向空白番茄中添加吡蟲啉標(biāo)樣，使其添加量為0.01、0.02、0.1mg/kg和1.0mg/kg時(shí)，平均回收率在87.5%～96.5%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差低于6.7%，番茄中吡蟲啉殘留的最小檢測限量為0.01mg/kg。該方法簡便、快速、準(zhǔn)確。吡蟲啉在番茄中的殘留量隨時(shí)間的延長而逐漸降低，消解動(dòng)態(tài)曲線符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程：C=0.1159e－0.1991t，半衰期為3.48d。采用家庭常用的清水、熱水、洗潔精等浸泡沖洗番茄的方法，可以在一定程度上去除番茄中吡蟲啉殘留，但熱水和洗潔精清洗的方法并不優(yōu)于清水清洗。

吡蟲啉；番茄；高效液相色譜法；殘留消解動(dòng)態(tài)；去除農(nóng)藥殘留

吡蟲啉(imidacloprid)是一種煙堿類超高效殺蟲劑，目前已成為世界范圍內(nèi)廣泛使用的農(nóng)藥品種，主要用于防治刺吸式口器害蟲。近年來吡蟲啉在蔬菜上的使用量顯著增加，因而蔬菜中的吡蟲啉殘留逐漸引起重視。吡蟲啉在蔬菜中的殘留分析方法以及消解動(dòng)態(tài)的研究時(shí)見報(bào)道。Fernandez-Alba等[1]采用HPLC-DAD對(duì)胡椒、番茄和黃瓜中吡蟲啉的殘留量進(jìn)行檢測。Muccio等[2]采用SPE/LC-ESI-MS測定了蔬菜和水果中的吡蟲啉殘留量。Khay等[3]以HPLC-UVD研究了大白菜中吡蟲啉的消解動(dòng)態(tài)與最終殘留。國內(nèi)也有關(guān)于吡蟲啉在蘿卜[4]、甘藍(lán)[5]上的消解動(dòng)態(tài)與殘留研究的報(bào)道。

日常生活中果蔬農(nóng)藥殘留的去除主要采用水或洗滌劑進(jìn)行洗滌。Cengiz等[6]采用水洗、去皮以及冷凍去除黃瓜中的敵敵畏和二嗪磷殘留，結(jié)果表明這些方法能有效地降低殘留水平。隨后，他們研究了番茄中克菌丹和腐霉利殘留的去除[7]。Rawn等[8]采用洗滌和去皮的方法去除蘋果中的克菌丹殘留，去除率達(dá)到98%。Duhan等[9]研究了秋葵果實(shí)中喹螨醚殘留的去除方法。他們采用水洗、沸水浸泡以及沸水浸泡后水洗等方法減少喹螨醚殘留。結(jié)果顯示，沸水浸泡＋水洗的效果最好，去除率達(dá)到60%～61%。國內(nèi)亦有采用水或洗滌劑去除蔬菜中農(nóng)藥殘留的報(bào)道[10-15]。

番茄(tomato)果實(shí)營養(yǎng)豐富，具特殊風(fēng)味，可以生食、煮食、加工制成番茄醬、汁或整果罐藏，是全世界栽培最為普遍的果菜之一。本實(shí)驗(yàn)開展了吡蟲啉在番茄作物上的殘留消解動(dòng)態(tài)研究，對(duì)番茄中吡蟲啉殘留的前處理方法進(jìn)行優(yōu)化。同時(shí)，比較了水和洗潔精對(duì)番茄中吡蟲啉殘留的去除效果，以了解吡蟲啉在番茄作物上使用后的殘留情況。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

吡蟲啉標(biāo)準(zhǔn)品(99.0%) 拜耳作物科學(xué)(中國)有限公司；乙腈、甲醇(均為色譜純) 美國Tedia公司；二氯甲烷、氯化鈉(均為分析純) 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；固相萃取小柱Cleanert NH2、Cleanert C18、Cleanert Florisil(500mg，6mL) Agela Technologies公司；超純水 美國Barnstead公司。

1.2 儀器與設(shè)備

LC-MS 2010 EV 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 日本Shimadzu公司；T25分散器 德國IKA公司；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器 德國Heidolph公司；OA-SYS氮吹儀 美國OA公司；TDL-5-A離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠。

1.3 方法

1.3.1 色譜條件

色譜柱為Inertsil ODS-3 (250mm×4.6mm，5μm)；流動(dòng)相A為水、B為乙腈，采用梯度洗脫的方式：0→8min：A:B體積比70:30；8→18min：A:B體積比20:80；18→30min：A:B體積比70:30；流速1.0mL/min；色譜柱溫度為40℃；進(jìn)樣量20μL；檢測波長為270nm。

1.3.2 樣品處理

1.3.2.1 實(shí)驗(yàn)樣品準(zhǔn)備

樣品在番茄即將成熟時(shí)，將實(shí)驗(yàn)材料分兩部分處理：一部分均勻噴施質(zhì)量濃度為135mg/L的吡蟲啉；另一部分噴相同體積的水作為空白對(duì)照。采集施藥2h及1、3、5、7、10、14、21、30d后的番茄樣品。

1.3.2.2 樣品洗滌方法

采集田間噴施農(nóng)藥的番茄，分別置于清水、溫水、含0.05g/100mL洗潔精的水中浸泡10min，再用清水反復(fù)沖洗。洗滌后將番茄樣品晾干。每個(gè)樣品各設(shè)3次重復(fù)。

1.3.2.3 樣品提取

將洗滌后的番茄樣品置于組織搗碎機(jī)中搗碎，準(zhǔn)確稱取10.00g番茄樣品于100mL離心管中，加入20mL乙腈，用分散器高速勻漿2min，加入2g氯化鈉，繼續(xù)勻漿2min，3500r/min離心5min。準(zhǔn)確吸取5.00mL乙腈相溶液置于150mL燒杯中，于80℃水浴中蒸至近干；加入2.0mL甲醇-二氯甲烷(5:95，V/V)溶解殘?jiān)?，待凈化?/p>

1.3.2.4 樣品凈化

將NH2-SPE用4.0mL甲醇-二氯甲烷(5:95，V/V)預(yù)洗，當(dāng)溶劑液面到達(dá)柱吸附層表面時(shí)，立即加入上述待凈化溶液，用15mL離心管收集洗脫液，用8mL甲醇-二氯甲烷(5:95，V/V)分兩次洗燒杯后過柱。將離心管置于氮吹儀上，水浴溫度50℃，氮吹蒸發(fā)至近干，用甲醇準(zhǔn)確定容至1.0mL。旋渦混勻，用0.2μm濾膜過濾，待高效液相色譜測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 前處理方法的優(yōu)化

固相萃取(SPE)能有效地去除雜質(zhì)，在農(nóng)藥殘留分析中應(yīng)用廣泛。按照1.3節(jié)操作條件，稱取10.00g空白番茄樣品，加標(biāo)0.02mg/kg，平行5次，分別采用NH2-SPE、C18-SPE、Florisil-SPE進(jìn)行凈化處理。研究發(fā)現(xiàn)，C18-SPE與Florisil-SPE凈化效果不佳，在吡蟲啉保留時(shí)間處存在著明顯的雜質(zhì)干擾。采用Cleanert NH2處理番茄樣品時(shí)，能達(dá)到凈化的效果且能達(dá)到較高的回收率(87.5%～96.5%)。因此，后續(xù)工作采用Cleanert NH2對(duì)樣品進(jìn)行凈化處理。

圖1 吡蟲啉液相色譜圖Fig.1 HPLC chromatograms of imidacloprid standard and blank and spiked tomato samples after clean-up on a NH2solid-phase extraction column

2.2 方法的線性關(guān)系、回收率、精密度及最低檢出濃度

準(zhǔn)確稱取吡蟲啉標(biāo)準(zhǔn)品，甲醇溶解并定容于50mL容量瓶中，配制成1000mg/L的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。然后逐級(jí)稀釋成質(zhì)量濃度為0.01、0.02、0.04、0.10、0.20、0.40、1.0、2.0mg/L的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，按1.3節(jié)的條件進(jìn)行測定。以吡蟲啉的峰面積(Y)對(duì)其質(zhì)量濃度(X，mg/L)作工作曲線，得到回歸方程Y =69582.5X+68.9，相關(guān)系數(shù)R2=0.9999，表明在10～2000μg/L范圍內(nèi)，吡蟲啉的峰面積與其質(zhì)量濃度呈良好的線性關(guān)系，滿足農(nóng)藥殘留定量分析的需要。

取空白番茄樣品10.00g，分別添加0.01、0.02、0.1mg/kg及1.0mg/kg質(zhì)量濃度水平，每個(gè)添加水平重復(fù)5次，按照上述提取和凈化步驟處理后進(jìn)行測定，計(jì)算平均加標(biāo)回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)，結(jié)果見表1。按照《農(nóng)藥殘留試驗(yàn)準(zhǔn)則》[16]對(duì)最低檢測限量的定義，本實(shí)驗(yàn)得出吡蟲啉在番茄中的最低檢出限量為0.01mg/kg，平均回收率在87.5%～96.5%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差低于6.7%。

表1 吡蟲啉在番茄中的添加回收率及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=5)Table 1 Recoveries and relative standard deviations of imidacloprid spiked in tomatoes (n=5)

2.3 殘留動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

番茄樣品按1.3節(jié)方法進(jìn)行處理。以取樣時(shí)間為橫坐標(biāo)，樣品中吡蟲啉殘留量為縱坐標(biāo)繪制其動(dòng)態(tài)曲線(圖2)。結(jié)果表明，吡蟲啉在番茄中的殘留量隨時(shí)間延長而逐漸降低。施藥后間隔的時(shí)間與番茄中的殘留量呈指數(shù)關(guān)系，消解動(dòng)態(tài)曲線(圖2)符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。吡蟲啉在番茄中的消解動(dòng)態(tài)符合如下方程：C=0.1159e－0.1991t，(式中：C為吡蟲啉殘留量/(mg/kg)，t為取樣時(shí)間/d)，相關(guān)系數(shù)R2=0.9615，半衰期3.48d。

圖2 吡蟲啉在番茄中的消解動(dòng)態(tài)曲線Fig.2 Degradation dynamic curve of imidacloprid in tomatoes

2.4 番茄中吡蟲啉殘留的去除

圖3 不同洗滌方法處理番茄樣品后吡蟲啉的殘留量Fig.3 Imidacloprid residues in tomatoes after soaking in plain water at room temperature or 60 ℃ or in water containing detergent

采集施藥2h及3d后的番茄樣品，按1.3節(jié)條件處理。不同洗滌方法對(duì)番茄中吡蟲啉殘留的去除效果見圖3。結(jié)果顯示，對(duì)于施藥2h的番茄樣品，用清水浸泡10min、60℃的溫水浸泡10min、用含0.05%的洗潔精的水浸泡10min，吡蟲啉的去除率分別為24.4%、21.2%、15.1%；對(duì)于施藥3d的番茄樣品，上述3種清洗方法對(duì)吡蟲啉的去除率分別為46.5%、31.0%、42.9%。比較發(fā)現(xiàn)，3種方法均可在一定程度上去除番茄中吡蟲啉殘留，但熱水和洗潔精清洗的方法并不優(yōu)于清水清洗。由于吡蟲啉水中溶解度低(0.51g/L，20℃)，穩(wěn)定性好(pH值為5～11時(shí)穩(wěn)定)，靠食用前的洗滌作用來控制吡蟲啉殘留是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須通過嚴(yán)格條件下的田間實(shí)驗(yàn)，獲得吡蟲啉在番茄作物上的安全合理使用準(zhǔn)則，使番茄中吡蟲啉的殘留量低于最大殘留限量值。

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)通過了吡蟲啉在番茄中的殘留消解動(dòng)態(tài)，改進(jìn)了吡蟲啉在番茄中的殘留分析方法，并對(duì)日常生活中幾種常用的去除農(nóng)藥殘留的方法進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，吡蟲啉在番茄中的殘留量隨時(shí)間的延長而逐漸降低，消解動(dòng)態(tài)曲線符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程：C=0.1159e-0.1991t，半衰期為3.48d。采用家庭常用的清水、熱水、洗潔精等浸泡沖洗番茄的方法，可以在一定程度上去除番茄中吡蟲啉殘留，但熱水和洗潔精清洗的方法并不優(yōu)于清水清洗。

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Residual Dynamics of Imidacloprid in Tomatoes and Comparative Analysis of Commonly Used Methods for the Removal of Residual Imidacloprid

WANG Ming-ming1，GONG Yan2，CHEN Hao1，SHEN Jing2,*
(1. College of Science, Huazhong Agricutural University, Wuhan 430070, China；2. Institute of Agricultural Quality Standards and Testing Technology, Hubei Academy of Agricultural Sciences, Wuhan 430064, China)

The residual dynamics of imidacloprid in tomatoes was investigated and the best solid-phase extraction column was selected for the HPLC-MS analysis of imidacloprid. Meanwhile, a comparative study of commonly used methods for removing residual imidacloprid from tomatoes was performed. A HPLC-MS analytical method based on extraction with acetonitrile and clean-up on a NH2 solid-phase extraction column was developed for the determination of imidacloprid residue in tomatoes. There was a good linear relationship between the peak area and concentration of imidacloprid over the range from 0.01 to 2 mg/L, and the linear equation was Y = 69582.5 X + 68.9, with a correlation coefficient of 0.9999. The mean recoveries of the method varied from 87.5% to 96.5% with a relative standard deviation ranging from 1.7% to 6.7% at four fortification levels in the range from 0.01 to1.0 mg/kg, and the limit of detection was 0.01 mg/kg. This method is characteristic of simplicity, rapidity and accuracy. The degradation dynamics suggested that imidacloprid degraded gradually with prolonged time, that the degradation dynamic curve complied with first-order kinetics equation, and that the half-life of imidacloprid in tomatoes was 3.48 day. Rinsing with tap water, hot water or detergent was employed to remove imidacloprid residue. The results revealed imidacloprid residue reduction could be attained to a certain extent, whereas the effectiveness of rinsing with hot water and detergents was not superior to that of rinsing with tap water.

imidacloprid；tomato；high-performance liquid chromatography；residual dynamics；removal of pesticide residues

TS207.7

A

1002-6630(2010)19-0133-04

2010-06-30

湖北省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新中心項(xiàng)目(2010-620-001-03)

王明明(1986—)，男，碩士研究生，研究方向?yàn)榉治雠c分離技術(shù)。E-mail：wmmzzq@126.com

*通信作者：沈菁(1968—)，女，副研究員，本科，研究方向?yàn)檗r(nóng)藥殘留分析。E-mail：myshenjing@126.com