固相萃取-全二維氣相色譜/飛行時間質(zhì)譜同步快速檢測蔬菜中64種農(nóng)藥殘留

摘 要 建立了蔬菜中64種農(nóng)藥殘留固相萃取-全二維氣相色譜-飛行時間質(zhì)譜（GC×GC-TOF-ＭS）的測定方法。用乙腈提取樣品，NH2-SPE固相萃取柱凈化，甲醇-二氯甲烷溶液（5∶95， Ｖ/V）洗脫，氮氣吹掃濃縮，丙酮定容，全二維氣相色譜（HP-5MS柱和DB17ht柱）-飛行時間質(zhì)譜檢測，基質(zhì)曲線外標法定量。本方法的檢出限（S/N＝3）和定量限（S/N＝10）范圍分別為0.010～6.032 SymbolmA@ g/kg和0.035～20.107SymbolmA@ g/kg。64種農(nóng)藥在油菜薹、黃瓜、茄子、四季豆和辣椒中的回收率范圍為68.3％～117.8％，相對標準偏差為0.6％～9.1％。采用本方法檢測市場中樣品，發(fā)現(xiàn)2例樣品中含乙酰甲胺磷和氯氰菊酯殘留，測定值分別為0.036和0.107 mg/kg。

關鍵詞 全二維氣相色譜-飛行時間質(zhì)譜；農(nóng)藥殘留；蔬菜

1 引 言

我國是世界上最大的蔬菜生產(chǎn)和消費國，也是最早使用農(nóng)藥國家之一［1］，農(nóng)藥在十字花科蔬菜上登記的產(chǎn)品非常多，到2008年2月初，已有3496個品種［2］。作為十字花科蔬菜，隨著油-菜兩用品種育成，薹油兩用油菜已由早期的嘗試性栽培發(fā)展成為產(chǎn)業(yè)化栽培［3］，蔬菜中的農(nóng)藥殘留問題備受關注。農(nóng)藥殘留的檢測方法主要有氣相色譜法（GC）［4］、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（GC-MS）、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（LC-MS）及超高效液相-串聯(lián)質(zhì)譜法（HPLC-MS/MS）［5，6］。利用GC和HPLC檢測時，依據(jù)農(nóng)藥結構和性質(zhì)不同，采用不同預處理方法。例如，文獻［7］采用GC和HPLC測定了蔬菜和水果中105種農(nóng)藥殘留；文獻［8］用GC-MS和LC-MS/MS檢測，對農(nóng)藥分組進行選擇離子掃描；楊琳等［9］以正己烷-丙酮（1∶1， Ｖ/V）為萃取溶劑，采用加速溶劑萃取、液相色譜-串級質(zhì)譜測定方法檢測擬除蟲菊酯農(nóng)藥；佟玲等［10］用GC-MS測定了含硫蔬菜中50種農(nóng)藥殘留，柳菡等［11］采用LC-MS/MS測定了蔬菜中26種農(nóng)藥殘留；吳巖等［12］采用固相萃取-在線凝膠滲透色譜-氣相色譜/質(zhì)譜法測定板栗中44種有機磷農(nóng)藥殘留。全二維氣相色譜（GC×GC）具有高分辨、高靈敏度、高峰容積等優(yōu)勢，特別適合分析復雜體系［13］。飛行時間質(zhì)譜（TOF-ＭS）具有高采集頻率，是目前唯一可以與GC×GC很好匹配的質(zhì)譜技術［14］。GC×GC-TOF-ＭS已應用于石化、煙草、釀酒、天然產(chǎn)物等領域的研究［15，16］。本研究采用固相萃取-GC×GC-TOF-ＭS同步快速檢測5種蔬菜中64種農(nóng)藥殘留，此方法縮短了檢測時間，可應用于農(nóng)藥殘留的定性與定量分析。

2 實驗部分

2.1 儀器與試劑

Leco Pegasus4D GC×GC-TOF-ＭS（美國Leco公司）；Agilent7890二維氣相色譜、HP-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 SymbolmA@ m）、DB17ht（1.7 m×0.1 mm×0.1 SymbolmA@ m）均購自美國Agilent公司；ULTRA-TURRAX T50型高速勻質(zhì)器（德國IKA公司）；氮氣濃縮儀（美國Organomation公司）；NH2-SPE固相萃取柱（500 mg，美國Agilent公司）；Cleanert PestiCarb-SPE（天津Agela Technologies公司）。

甲醇（HPLC純， J. T. Baker公司）；乙腈、丙酮、二氯甲烷（HPLC純，F(xiàn)isher公司）；NaCl（國藥集團化學試劑有限公司）。29種有機磷類農(nóng)藥、27種有機氯類農(nóng)藥、8種氨基甲酸脂類農(nóng)藥、環(huán)氧七氯（國家標準物質(zhì)中心）。

2.2色譜-質(zhì)譜條件

柱系統(tǒng)：一維柱為HP-5MS，二維柱為DB17ht；載氣：He；流量：2.0 mL/min；進樣口溫度：290 ℃，升溫程序：初溫80 ℃，以30 ℃/min升至130 ℃后，以10 ℃/min升至300 ℃，恒溫8 min；液氮冷噴調(diào)制，調(diào)制周期：6 s；不分流進樣；進樣體積：2.0

SymbolmA@ L。

運行時間：26.17 min；溶劑延遲：4 min；離子源溫度：250 ℃；傳輸線溫度：280 ℃；掃描起止質(zhì)量數(shù)：50～550 amu；采集速率：每秒采集100張信號圖；檢測電壓：1700 V；電離電壓：－70 V。

數(shù)據(jù)處理：PegasusIII（美國Leco公司），識別信噪比大于10的色譜峰，質(zhì)譜閾值為10，檢索譜庫：NIST/PEST H2/ PEST He。

2.3 樣品預處理

為了優(yōu)化提取溶液、固相萃取柱、洗脫溶液的組合，設計4種實驗方法：方法（1） 稱取25 g試樣于100 mL試管中，加入50 mL乙腈，以12000 r/min勻漿2 min，濾入50 mL離心管，濾液中加15 g NaCl，勻漿1 min，以3000 r/min離心5 min，取上清液10 mL于刻度試管，40 ℃氮吹近干，以甲醇-二氯甲烷溶液（5∶95， Ｖ/V）定容至2 mL，待凈化。以2 mL甲醇-二氯甲烷溶液（5∶95， Ｖ/V）活化NH2-SPE柱，轉入樣液，以2 mL甲醇-二氯甲烷溶液（5∶95， Ｖ/V）洗滌樣液瓶并轉入NH2-SPE柱，重復此操作4次，收集全部流出液，45 ℃氮吹近干，以丙酮定容至5 mL，過0.22 SymbolmA@ m濾膜，待測。方法（2） 乙腈提取，石墨碳黑-NH2-SPE串聯(lián)柱凈化，以乙腈-甲苯（3∶1， Ｖ/V）洗脫。方法（3） 丙酮提取，正己烷和二氯甲烷液-液萃取后，旋轉濃縮［17］；方法（4） 二氯甲烷提取，NH2-SPE柱凈化，以甲醇-二氯甲烷溶液（5∶95， Ｖ/V）洗脫。

分 析 化 學第39卷

第1期姜 俊等： 固相萃取-全二維氣相色譜/飛行時間質(zhì)譜同步快速檢測蔬菜中64種農(nóng)藥殘留

3 結果與討論

3.1 樣品預處理方法選擇

按2.3節(jié)4種實驗方法操作后， 對64種農(nóng)藥在油菜薹的添加回收率進行測定， 結果如表1所示。采樣方法（2），33種農(nóng)藥的回收率為70％～120％，占總數(shù)516％；采用方法（3），51種農(nóng)藥的回收率為70％～120％，占總數(shù)797％；采用方法（1）或（4），63種農(nóng)藥的回收率全部處于70％～120％，占總數(shù)984％，但方法（4）使用了大量有機氯試劑；因此，本研究選擇方法（1）對樣品進行預處理。

3.2 全二維氣相色譜/飛行時間質(zhì)譜條件優(yōu)化

3.2.1 柱系統(tǒng) 使用GC×GC時，待測物在非極性的一維柱上按沸點規(guī)律分離，經(jīng)調(diào)制器聚焦后以脈沖方式進入中等極性的二維柱按物質(zhì)極性分離。本實驗中農(nóng)藥極性具有差異但都不強，選擇HP-5MS和DB17ht的柱系統(tǒng)。如圖1所示，4種異構體α-666， δ-666， β-666和γ-666的色譜峰分離效果好，質(zhì)譜圖與譜庫相似度達92.7％。

3.2.2 升溫程序 優(yōu)化升溫程序、載氣流量和調(diào)制周期。確定初溫80 ℃，以30 ℃/min升至130 ℃后，以10 ℃/min升至300 ℃，恒溫8 min；載氣流量為2.0 mL/min和6 s的調(diào)制周期時能將待測農(nóng)藥有效富集與分離。如圖2所示， α-666， δ-666， β-666， γ-666和P，P′-DDE， P，P′-DDT， P，P′-DDD， O，P′-DDT兩組同分異構體得到很好分離。根據(jù)待測農(nóng)藥分子量大小，選擇質(zhì)譜掃描起止質(zhì)量數(shù)為50～550 amu。

圖1 4種異構體α-666， δ-666， β-666和γ-666的質(zhì)譜圖

Fig．1 Mass chromatogram of triclorfon isomers（α-666， δ-666， β-666 and γ-666）

圖2 油菜薹中添加64種農(nóng)藥（濃度：0.1 mg/kg）的總離子流圖（圈內(nèi)為局部放大圖）

Fig．2 TIC chromatogram of spiked 64 pesticides （0.1 mg/kg） in brassica campestris （Drawing of partial enlargement in the circle）

1. α-666; 2． δ-666; 3． β-666; 4． γ-666; 5． P，P′-DDE; 6． P，P′-DDT; 7． P，P′-DDD; 8． O，P′-DDT

3.3 方法學驗證

3.3.1 檢出限（LOD）和定量限（LOQ） 在基質(zhì)空白樣品中添加標準溶液，計算檢出限和定量限。以信噪比S/N＝3確定方法檢出限為0.010～6.032 SymbolmA@ g/kg; 以信噪比S/N＝10確定方法定量限為0035～201 SymbolmA@ g/kg（見表2，詳表見http://www.analchem.cn/table/100652.pdf），滿足我國農(nóng)藥殘留監(jiān)控的要求。表2 多種農(nóng)藥的保留時間、特征離子、標準曲線、線性范圍、相關系數(shù)（r）、檢出限（S/N＝3）和定量限（S/N＝10）（簡表）

Table 2 Retention time， quantify mass m/z， standard curve， linear ranges， correlation coefficients（r）， limits of detection（S/N＝3）， limits of quantification（S/N＝10） of some pesticides（brief table）

農(nóng)藥種類

PesticideⅠⅡ特征離子

Quantify

mass

（m/z ）標準曲線

Standard curve線性范圍

毒死蜱 Chlorpyrifos7862.67199Y＝6.82485×106X－3231.061.0～970.99680.190.62

倍硫磷 Fenthion7923.00278Y＝1.06485×107X－3423.560.6～960.99800.150.49

三唑磷 Triazophos9723.48162Y＝6.77994×106X－1085.960.5～1000.99910.230.77

亞胺硫磷 Phosmet10563.76160Y＝2.492633×107X－252472.1～1000.99930.0980.33

甲胺磷 Methamidophos3122.5794Y＝3.37862×107X－44921.61.5～1000.99410.351.2

治螟磷 Sulfotep5942.56322Y＝4.91263×106X－1313.150.9～1000.99950.160.54

有機氯類 Organochlorine（27種）

α-666 α-BHC6602.81183Y＝1.3324×107X－2019.50.7～1000.99960.0940.32

異菌脲 Iprodione9543.79187Y＝1.211765×106X＋579.14110.3～2000.99931.013.4

聯(lián)苯菊酯 Bifenthrin10502.37181Y＝1.96389×107X－4668.490.5～1000.99940.0750.25

氟胺氰菊酯 Tau-fluvalinate13624.76250Y＝2.12289×106X－560.0751.7～1000.99970.692.3

p，p′-DDE9122.64246Y＝1.44605×107X－45555.560.6～960.99680.0880.29

乙烯菌核利 Vinclozolin7322.49212Y＝4.34511×106X－4434.371.8～970.99820.300.98

硫丹 Endosulfan8882.77170Y＝2.13772×106X－1917.691.9～10070.99940.571.9

三氯殺螨醇 Dicofol10142.99139Y＝2.77744×106X－1236281.6～1000.99920.782.6

氯氟氰菊酯 Cyhalothrin11102.53181Y＝7.69169×106X－1959.320.5～1000.99950.220.73

氨基甲酸酯類carbamate（8種）

抗蚜威Pirimicarb7022.92166Y＝5.32622×107X－5211.420.5～1000.99920.0620.21

甲霜靈 Metalaxyl7502.83160Y＝7.93424×106X－3906.671.0～1000.99840.180.60

克螨特 Propargite10202.58135Y＝6.93306×106X－1483.40.5～980.99940.160.52

氟氰戊菊酯 Flucythrinate12604.21199Y＝3.70904×106X－4046.113～1000.99990.652.2

百菌清 Chlorothalonil6783.03266Y＝7.63207×106X－76591.810～1010.98230.381.3

Ⅰ: 一維柱保留時間（Retention time of clumn 1， s） ; Ⅱ: 二維柱保留時間（Retention time of clumn 2， min）。

3.3.2 基質(zhì)標準曲線及線性范圍 用基質(zhì)空白溶液配制梯度混合標準溶液，濃度范圍為0.50～3.3.3 回收率和精密度 在空白樣品中添加混合標準溶液，按2.3節(jié)處理，重復3次，計算方法的回收率和精密度。本實驗在油菜薹、黃瓜、茄子、四季豆和辣椒中，對64種農(nóng)藥以1， 2和5倍定量限濃度水平進行添加實驗，平均回收率在68.3％～117.8％之間，相對標準偏差（RSD）在0.6％～9.1％之間（n＝3）。

3.4 實際樣品檢測

抽查市場上油菜薹、黃瓜、茄子、四季豆和辣椒各5例，采用本方法篩查64種農(nóng)藥，檢測出1例黃瓜樣品含乙酰甲胺磷，含量為0.036 mg/kg；1例茄子樣品含氯氰菊酯，含量為0.107 mg/kg。結果表明，本方法適用于蔬菜中農(nóng)藥殘留的篩選和檢測。

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Rapid Screening and Simultaneous Confirmation of 64 Pesticide Residues in

Vegetable Using Solid Phase Extraction-comprehensive Two-dimensional

Gas Chromatography Coupled with Time-of-Flight Mass Spectrometer

JIANG Jun1，3， LI Pei-Wu*1，2，3， XIE Li-Hua1， DING Xiao-Xia1，2， LI Ying1，3，

WANG Xiu-Pin1，3， WANG Xue-Fang1，3， ZHANG Qi1，3， GUAN Di1，3

1（Oil Crops Research Institute， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Wuhan 430062）

2（Key Laboratory of Oil Crop Biology of the Ministry of Agriculture， Wuhan 430062）

3（Quality Inspection and Test Center for Oilseeds Products， Ministry of Agriculture， Wuhan 430062）

Abstract A solid phase extraction-comprehensive two-dimensional gas chromatography coupled with time-of-flight mass Spectrometric （GC×GC-TOF-ＭS） method for analysis of 64 pesticides in vegetables was developed and validated. After extracting with acetonitrile， cleaning-up with NH2-SPE cartridge and concentrating with nitrogen， the pesticide residues were redissolved in the acetone and analyzed by GC×GC-TOF-ＭS coupled with HP-5MS and column DB-17 column. Sample matrix-matched calibration was used to determine the residue contents by external standard. The method was validated by the real samples， such as Brassica campestris， cucumber， eggplant， kidney bean and capsicum. The limits of detection （S/N＝3） and the limits of quantification （S/N＝10） were from 0.010 to 6.032

SymbolmA@ g/kg and from 0.035 to 20.107 SymbolmA@ g/kg， respectively. The overall recoveries ranged from 68.3% to 117.8% with the relative standard deviations （RSD） of 0.6%－9.1%. Two positive samples， polluted by acephate and cypermethrin with a residual concentration of 0.036 and 0.107 mg/kg， were screened by the developed method as detecting markets samples.

Keywords Comprehensive two-dimensional gas chromatography-time-of-flight mass spectrometry; Multiple pesticide residues; Vegetable

（Received 24 June 2010; accepted 6 September 2010）