QuEChERS前處理技術與LC-Q-TOF-MS法測定蔬菜中7種煙堿類農(nóng)藥殘留

曾廣豐王志元陳文銳丁博韋曉群*

（1.廣東出入境檢驗檢疫局 廣東廣州 510623；2.廣東省動植物與食品進出口技術措施研究重點實驗室）

QuEChERS前處理技術與LC-Q-TOF-MS法測定蔬菜中7種煙堿類農(nóng)藥殘留

曾廣豐1,2王志元1,2陳文銳1,2丁博1,2韋曉群1,2*

（1.廣東出入境檢驗檢疫局 廣東廣州 510623；2.廣東省動植物與食品進出口技術措施研究重點實驗室）

建立蔬菜中吡蟲啉、噻蟲嗪、烯啶蟲胺、啶蟲脒、呋蟲胺、噻蟲啉和噻蟲胺等煙堿類農(nóng)藥殘留的QuEChERS前處理技術與LC-Q-TOF-MS高分辨質(zhì)譜分析方法。優(yōu)化了煙堿農(nóng)藥殘留QuEChERS前處理方法中石墨化碳黑、硫酸鎂與氯化鈉用量，樣品離心、過濾，高效液相色譜分析，一級TOF-MS和二級IDA-MS高分辨質(zhì)譜模式進行檢測，外標法定量分析。結(jié)果表明，7種煙堿在5 min內(nèi)實現(xiàn)分離，5-400 μg/L濃度范圍內(nèi)線性關系好，相關系數(shù)r達到0.999；7種煙堿方法檢出限分別是1.8、1.8、1.8、0.45、0.1、0.3和2.4 μg/L。本方法操作簡單、準確，可快速定性和定量分析蔬菜中煙堿農(nóng)藥殘留。

LC-Q-TOF-MS；煙堿；高分辨質(zhì)譜；QuEChERS

1 前言

煙堿農(nóng)藥是伴隨著降低有機磷農(nóng)藥使用而研發(fā)出來一類新型殺蟲劑，它是尼古丁乙酰膽堿受體結(jié)合劑，與害蟲結(jié)合而將其殺死。由于該受體結(jié)合劑對人和動物也有一定的結(jié)合作用［1，2］，因此日常食用蔬菜中殘留的煙堿農(nóng)藥對人和動物具有一定的危害，檢測分析蔬菜中煙堿農(nóng)藥殘留問題具有十分重要的意義與價值。

目前，蔬菜中吡蟲啉、噻蟲嗪、烯啶蟲胺、啶蟲脒、呋蟲胺、噻蟲啉和噻蟲胺等煙堿類農(nóng)藥的檢測方法有超高效液相色譜方法［3］、液相色譜方法［4，5］、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用方法［6］、分子印跡固相萃取-液相色譜聯(lián)用方法［2］、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用方法［7，8］、超聲輔助固液固分散萃取-液質(zhì)聯(lián)用方法［9］、分散液液微萃取-液質(zhì)聯(lián)用方法［10］、毛細管電泳方法［11］等分析方法。這些分析方法在實際樣品測試過程中具有各自優(yōu)勢與缺點，為了克服現(xiàn)有分析方法存在操作復雜、基質(zhì)干擾多、分析數(shù)據(jù)偏差等問題，本研究建立QuEChERS前處理技術與LC-Q-TOF-MS高分辨質(zhì)譜分析方法，以快速、準確檢測蔬菜中煙堿農(nóng)藥的殘留。

2 材料與方法

2.1材料

2.1.1儀器

Triple TOF?5600+高分辨質(zhì)譜儀：美國ABsciex公司；HPLC 20AD高效液相色譜儀：日本島津公司；Atlantis?T3色譜柱（100mm×3mm，3 μm）：美國Waters公司；氮吹濃縮儀（Turbo Vap@LV：瑞典Biotage公司；T25高速均質(zhì)機、VORTEX 4旋渦混勻器：德國IKA公司；4k-15離心機：美國Sigma公司；Milli-Q超純水裝置：美國Millipore公司。

2.1.2試劑

7種煙堿標準品（吡蟲啉、噻蟲嗪、烯啶蟲胺、啶蟲脒、呋蟲胺、噻蟲啉和噻蟲胺）：購買于德國Dr Ehrestorfer公司；乙腈（色譜純）、甲醇（色譜純）：美國賽默飛世爾科技公司；石墨碳（GCB）：美國sigma公司；氯仿（分析純）、無水硫酸鎂（分析純）、氯化鈉（分析純）：廣州化學試劑廠；所有用水：均為純水機產(chǎn)生的超超純水（電導率18.2MΩ·cm）。

2.2方法

2.2.1儀器工作條件

2.2.1.1色譜條件

色譜柱：Atlantis?T3色譜柱（100mm×3mm，3μm）；進樣體積：5 μL；流速0.5 mL/min；柱溫：40℃；梯度洗脫方法：流動相A-0.1%甲酸水溶液，流動相B-乙腈；初始5%B相，5 min升至80%，1 min降至5%，保留4 min。

2.2.1.2質(zhì)譜條件

離子源：ESI和APCI復合源；正離子掃描方式；APCI源連接ABsciex公司自動校正系統(tǒng)（CDS），每10個樣品自動校正1次；APCI正離子校正液流速：0.3 mL/min；Curtain gas：40 psi；離子源gas 1：50 psi；離子源gas 2：50 psi；離子源溫度：500℃；離子源電壓：5500 V。一級TOF-MS掃描準確質(zhì)量范圍：100-1000 Da；數(shù)據(jù)采集時間100 ms；DP：100V；CE：10 V。二級IDA-MS掃描準確質(zhì)量范圍：50-1000 Da；DP：100 V；CE：35±15V；高靈敏模式；數(shù)據(jù)采集時間：50 ms；信號閾值：100 cps；IDA實驗每循環(huán)采集6次數(shù)據(jù)，動態(tài)背景減法扣除。

2.2.2標準溶液配制

用乙腈分別配制吡蟲啉、噻蟲嗪、烯啶蟲胺、啶蟲脒、呋蟲胺、噻蟲啉和噻蟲胺等7種煙堿農(nóng)藥質(zhì)量濃度為1 mg/mL的標準儲備液，根據(jù)需要配制系列質(zhì)量濃度的混合標準工作溶液。

2.2.3樣品前處理

準確稱量5.000 g蔬菜樣品于50 mL離心管中，加入10 mL乙腈、2 g硫酸鎂、0.5 g氯化鈉以及50 mg GCB吸附劑，渦旋、超聲、離心，轉(zhuǎn)移上清液至25 mL刻度管；再加入10 mL乙腈至離心管中，渦旋、超聲、離心，轉(zhuǎn)移上清液至25 mL刻度管；加入乙腈定容，取1mL溶液過0.22 μm濾膜，直接進樣分析。

2.2.4數(shù)據(jù)分析方法

高分辨質(zhì)譜數(shù)據(jù)在ABSciex公司的Analyst TF 1.6軟件采集，質(zhì)譜數(shù)據(jù)在PeakView2.0，MasterView 2.0和MultiQuant 3.0等軟件上定性定量處理分析。

3 結(jié)果與討論

3.1LC-Q-TOF-MS液質(zhì)數(shù)據(jù)參數(shù)

在ABSciex triple TOF 5600+高分辨質(zhì)譜儀獲得每種煙堿農(nóng)藥的一級TOF-MS和二級IDA-MS質(zhì)譜數(shù)據(jù)，準確分子量、同位素分子量和準確碎片分子量等質(zhì)譜數(shù)據(jù)用來定性分析；根據(jù)一級TOF-MS準確分子量對應離子流色譜信號強度定量分析。7種煙堿農(nóng)藥提取離子流色譜圖見圖1，高分辨質(zhì)譜數(shù)據(jù)見表1。

圖1　7種煙堿農(nóng)藥的離子流色譜圖

表1　7種煙堿農(nóng)藥高分辨質(zhì)譜數(shù)據(jù)

PeakView 2.0軟件配制質(zhì)量誤差、同位素比值差異、二級碎片數(shù)據(jù)庫評分和分子式搜索評分四種功能，當準確分子量誤差小于5 ppm，同位素比值差異小于10%，二級碎片數(shù)據(jù)庫評分大于70%和分子式搜索評分大于70%時，可確定待測物質(zhì)是目標煙堿物質(zhì)。

3.2QuEChERS前處理方法

3.2.1GCB吸附劑用量

蔬菜中含有大量的色素物質(zhì)，為了減少樣品基質(zhì)對儀器分析的影響，QuEChERS前處理方法吸附劑中需加入GCB填料除去色素，但同時又要使GCB吸附劑對煙堿目標物吸附量最少，因此加入的GCB吸附劑要適量。試驗選擇7種煙堿農(nóng)藥混合工作液濃度50？g/L作為樣品加標濃度，考察50、100、200mg不同GCB吸附劑用量對煙堿農(nóng)藥加標回收率的影響，結(jié)果見表2。

表2　不同GCB用量的煙堿農(nóng)藥加標回收率

表2顯示，GCB用量為50 mg時，樣品加標回收率較好，因此，QuEChERS前處理方法選擇GCB吸附劑用量為50 mg。

3.2.2硫酸鎂與氯化鈉用量

為了使蔬菜中煙堿農(nóng)藥殘留完成提取出來，試驗考察不同用量硫酸鎂與氯化鈉對7種煙堿農(nóng)藥混合工作溶液加標回收率的影響。試驗也選擇質(zhì)量濃度為50 μg/L混合工作溶液為加標濃度，硫酸鎂與氯化鈉質(zhì)量分別為2 g與0.5 g和1 g與0.25 g條件下，樣品加標回收率結(jié)果見表3。

表3　不同硫酸鎂與氯化鈉用量的煙堿農(nóng)藥加標回收率

表3顯示，硫酸鎂與氯化鈉用量為2 g與0.5 g時，7種煙堿農(nóng)藥有較佳的回收率，因此前處理方法選擇硫酸鎂與氯化鈉用量為2 g與0.5 g。

3.3方法的檢出限、定量限、線性范圍和加標回收率

7種煙堿農(nóng)藥混合標準液按照色譜和質(zhì)譜條件進行測定，得到每種物質(zhì)LC-Q-TOF-MS儀器方法的線性范圍、線性方程、相關系數(shù)、檢出限和定量限，結(jié)果見表4。

表4　煙堿農(nóng)藥的檢出限、定量限與線性范圍

另外，為了考察QuEChERS前處理技術與LCQ-TOF-MS聯(lián)用方法檢測蔬菜中煙堿農(nóng)藥殘留，試驗選擇10、50和100 μg/L不同濃度的煙堿混合溶液進行加標回收率實驗驗證，結(jié)果見表5。

表5　加標回收率

表5顯示，利用QuEChERS前處理技術與LCQ-TOF-MS聯(lián)用方法測定蔬菜中煙堿農(nóng)藥殘留，樣品不同濃度加標回收率在64%-95%可控的范圍，表明利用本方法測定蔬菜中煙堿農(nóng)藥殘留具有可行性和操作性。

3.4實際樣品測定

選擇廣東檢驗檢疫技術中心食品實驗室日常檢測的10種蔬菜樣品，利用QuEChERS前處理技術與LC-Q-TOF-MS聯(lián)用方法測定蔬菜中研究煙堿農(nóng)藥殘留，結(jié)果見表6。

表6　實際樣品測定結(jié)果

表6顯示，10種蔬菜中檢測到吡蟲啉、啶蟲脒、噻蟲啉和噻蟲胺等4種煙堿農(nóng)藥，表明不同蔬菜樣品中煙堿農(nóng)藥殘留有一定的差異性。

4 結(jié)論

本研究建立QuEChERS前處理技術與LC-QTOF-MS聯(lián)用方法測定蔬菜中研究煙堿農(nóng)藥殘留，方法簡單、準確，可用于實際蔬菜樣品中煙堿農(nóng)藥殘留檢測工作。

［1］M Tomizawa，J E Casida，NEONICOTINOID INSECTICIDE TOXICOLOGY：Mechanisms of Selective Action［J］.Annual Review of Pharmacology and Toxicology，2005，45：247-268.

［2］楊東冬，叢路靜，田明明，等.分子印跡固相萃取-液相色譜聯(lián)用法測定3種新煙堿類農(nóng)藥的殘留［J］.分析化學，2014，42：872-877.

［3］A Tapparo，C Giorio，L Soldà，et al.UHPLC-DAD method for the determination of neonicotinoid insecticides in single bees and its relevance in honeybee colony loss investigations［J］. Analytical and Bioanalytical Chemistry，2013，405：1007-1014.

［4］N Campillo，P Vi?as，G Férez-Melgarejo，et al.Liquid ChromatographywithDiodeArrayDetectionandTandemMass Spectrometry for the Determination of Neonicotinoid Insecticides in Honey Samples Using Dispersive Liquid-Liquid Microextraction［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，2013，61： 4799-4805.

［5］侯如燕，蔡薈梅，張正竹，等.液相色譜法檢測水果蔬菜中的煙堿類農(nóng)藥殘留［J］.分析試驗室，2010，29：59-63.

［6］許秀瑩，施海燕，王鳴華.氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用測定大米中6種煙堿類農(nóng)藥殘留［J］.質(zhì)譜學報，2012，33：99-103.

［7］M Chen，E Collins，L Tao，et al.Simultaneous determination of residues in pollen and high-fructose corn syrup from eight neonicotinoidinsecticidesbyliquidchromatography-tandem mass spectrometry［J］.Analytical and Bioanalytical Chemistry，2013，405：9251-9264.

［8］Y Zhang，J Xu，F(xiàn) Dong，et al.Simultaneous determination of four neonicotinoid insecticides residues in cereals，vegetables and fruitsusingultra-performanceliquidchromatography/tandem mass spectrometry［J］.Analytical Methods，2013，5：1449-1455.

［9］S Zheng，H Wu，Z Li，et al.Ultrasound/microwave-assisted solid-liquid-solid dispersive extraction with high-performance liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry for the determination of neonicotinoid insecticides in Dendrobium officinale［J］.Journal of Separation Science，2014，n/a-n/a.

［10］P Jovanov，V Guzsvány，M Franko，et al.Development of multiresidue DLLME and QuEChERS based LC-MS/MS method for determination of selected neonicotinoid insecticides in honey liqueur［J］.Food Research International，2014，55：11-19.

［11］孫娟，陳冠華，王坤，等.毛細管電泳在線電推掃測定蔬菜中3種氯化煙堿類農(nóng)藥殘留［J］.分析化學，2010，38：1151-1155.

Determination of Seven Kinds of Nicotinoid Insecticides in Vegetables by LC-Q-TOF-MS with QuEChERS

Zeng Guangfeng1,2，Wang Zhiyuan1,2，Chen Wenrui1,2，Ding Bo1,2，Wei Xiaoqun1,2*
（1.Guangdong Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau,Guangzhou,Guangdong,510623；2.Guangdong Key Laboratory of Import and Export Technical Measures of Animal,Plant and Food）

It was established for the determination of imidacloprid,thiamethoxam,nitenpyram,acetamiprid, dinotefuran,thiacloprid and chothianidin in vegetables by LC-Q-TOF-MS with QuEChERS.The samples were pretreated to extract the nicotinoid insecticides by QuEChERS about the dosage of graphitized carbon black,magnesium sulfate and sodium chloride.The samples were centrifuged with ultrafiltration centrifugal tube before injection into the chromatographic system,which were monitored in the TOF-MS and IDA-MS mode.The result showed that the seven kinds of nicotinoids were separated in the five minutes.The concentration of nicotinoids in the range of 5-400 μg/L was linearly correlated to the peak area,with correlation coefficients greater than 0.999,and limit of detection 1.8,1.8,1.8,0.45,0.1,0.3 and 2.4 μg/L,respectively.It was a simple,quick and accurate analytical method for the detection of nicotinoids residues in vegetables.

LC-Q-TOF-MS；Nicotinoids；High Resolution Mass Spectrometry；Quechers

O657.63

E-mail：zgf621@126.com；*通訊作者E-mail：weixq@iqtc.cn；

廣東出入境檢驗檢疫局科技計劃項目（GD2013K25）

2015-05-27