QuEChERS凈化GC/ECD測定蘋果和柑橘中4種常用殺螨劑殘留

徐國鋒，聶繼云，李海飛，閆　震，李　靜

(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所，農(nóng)業(yè)部果品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室(興城)，遼寧　興城　125100)

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QuEChERS凈化GC/ECD測定蘋果和柑橘中4種常用殺螨劑殘留

徐國鋒，聶繼云*，李海飛，閆震，李靜

(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所，農(nóng)業(yè)部果品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室(興城)，遼寧興城125100)

摘要：采用QuEChERS 方法凈化，建立了氣相色譜法/電子捕獲檢測器(GC/ECD) 同時(shí)檢測蘋果和柑橘中四螨嗪、蟲螨腈、溴螨酯和噠螨靈殘留的分析方法。蘋果和柑橘樣品用乙腈提取，適量C18填料和無水MgSO4凈化提取液，GC/ECD檢測，基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液外標(biāo)法定量。四螨嗪、噠螨靈在0.02～2.0 mg/L濃度范圍內(nèi)，蟲螨腈、溴螨酯在0.004～0.5 mg/L濃度范圍內(nèi)的線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)(r)均大于0.99，定量下限(LOQs)為0.001～0.02 mg/kg。蘋果和柑橘樣品中4種殺螨劑的平均加標(biāo)回收率(n=6)為76.4%～111.8%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSDs) 不超過13.4%。該方法簡便、快速，能夠滿足蘋果和柑橘中上述4種殺螨劑殘留同時(shí)檢測的需要。采用該方法測定了4種殺螨劑在蘋果和柑橘中的殘留量，結(jié)果滿意。

關(guān)鍵詞：QuEChERS;GC/ECD；蘋果；柑橘；殺螨劑；殘留分析

在我國危害嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)害螨約有40余種[1]，主要為葉螨類、癭螨類等。農(nóng)業(yè)害螨具有體積小、繁殖快、代數(shù)多、適應(yīng)性強(qiáng)以及易產(chǎn)生抗藥性等特點(diǎn)，是公認(rèn)的最難防治的有害生物群落。植食性螨類是危害我國蘋果和柑橘的主要害蟲之一，使用殺螨劑是防治螨類危害的主要手段，而四螨嗪、噠螨靈、溴螨酯和蟲螨腈是目前蘋果和柑橘上使用較為普遍的殺螨劑，其檢測方法有氣相色譜法(GC)[2]、高效液相色譜法(HPLC)[3]、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(GC-MS)[4-5]、氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(GC-MS/MS)[6-7]和高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(HPLC-MS/MS)[8-9]。與GC-MS、LC-MS相比，GC/ECD具有儀器價(jià)格低、對(duì)技術(shù)人員要求不高等特點(diǎn)，因此，GC/ECD法具有更大的使用空間和普遍的推廣應(yīng)用價(jià)值。國內(nèi)外尚未見QuEChERS結(jié)合氣相色譜法(GC)同時(shí)檢測蘋果和柑橘中四螨嗪、噠螨靈、溴螨酯和蟲螨腈殘留的分析方法。本文采用QuEChERS法對(duì)蘋果、柑橘基質(zhì)進(jìn)行凈化，GC/ECD檢測，建立了蘋果和柑橘中 4 種殺螨劑殘留快速簡便、省時(shí)可靠的分析方法。

1實(shí)驗(yàn)部分1.1儀器與試劑

島津GC2010氣相色譜儀，配ECD檢測器；PL-602L電子天平(感量0.01 g 和0.000 1 g，美國梅特勒-托利多公司);Vortex-genie 2 渦旋振蕩器(美國Scientific Industries 公司)；CF16RXⅡ立式大容量高速離心機(jī)(日本 Hitachi公司)。

四螨嗪、噠螨靈、溴螨酯和蟲螨腈標(biāo)準(zhǔn)品(質(zhì)量濃度為100 mg/L，國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心的有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì))；丙酮、乙腈(色譜純，美國Fisher公司)；乙二胺-N-丙基硅烷(PSA)、三鍵鍵合硅膠C18(C18)、石墨化炭黑(GCB)均為40～60 μm(天津博納艾杰爾科技有限公司)；弗羅里硅土(Florisil)、中性氧化鋁(Al-N)、硅膠(Silica gel)均為40～60 μm(美國Agilent Technologies公司)；氯化鈉、無水硫酸鎂(優(yōu)級(jí)純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司)。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1色譜條件色譜柱：Rtx-1 石英毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm) ；柱溫程序：初始溫度 60 ℃，以6 ℃/min升至150 ℃，再以10 ℃/min升至250 ℃，保持10 min；進(jìn)樣口溫度：260 ℃；不分流進(jìn)樣；進(jìn)樣量：1 μL；檢測器溫度：320 ℃；載氣：氮?dú)?99.999%)；流速：1.0 mL/min；尾吹氣：30 mL/min。

1.2.2標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)準(zhǔn)曲線以質(zhì)量濃度均為100 mg/L 的四螨嗪、蟲螨腈、溴螨酯和噠螨靈標(biāo)準(zhǔn)品作為標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，于-20 ℃下保存。

取4種殺螨劑的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，用乙腈和空白樣品提取液分別稀釋成7個(gè)不同濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液和基質(zhì)匹配混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，其中四螨嗪和噠螨靈的濃度為2.0，1.0，0.5，0.2，0.1，0.05，0.02 mg/L，蟲螨腈和溴螨酯的濃度為0.5，0.2，0.1，0.05，0.02，0.01，0.004 mg/L。每個(gè)濃度用GC/ECD 進(jìn)樣測定3次，以質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)(x,mg/L),對(duì)應(yīng)峰面積平均值為縱坐標(biāo)(y),獲得4種殺螨劑的溶劑標(biāo)準(zhǔn)曲線、基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線與相關(guān)系數(shù)。

1.2.3樣品的提取與凈化稱取粉碎均勻的水果樣品10.0 g(精確至0.1 g)于100 mL 聚四氟乙烯管中，加入10 mL乙腈溶液與2.0 g氯化鈉，劇烈振蕩2 min，5 000 r/min 低溫(4 ℃)高速離心5 min，移取上清液2 mL加至裝有100 mg C18和300 mg無水MgSO4的10 mL 塑料離心管中，2 500 r/min渦旋混合2 min，5 000 r/min 低溫(4 ℃)高速離心3 min，過 0.22 μm有機(jī)相濾膜，轉(zhuǎn)移至GC進(jìn)樣瓶進(jìn)樣測定，基質(zhì)匹配外標(biāo)法定量。

1.2.4加標(biāo)回收率與精密度分別稱取經(jīng)測定不含四螨嗪、蟲螨腈、溴螨酯和噠螨靈的空白水果樣品10.0 g，四螨嗪和噠螨靈添加1.0，0.1，0.05 mg/kg，蟲螨腈和溴螨酯添加0.2，0.02，0.01 mg/kg濃度水平的 4 種殺螨劑混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，渦旋混勻后，放置過夜以便更接近于實(shí)際樣品農(nóng)藥的殘留情況，然后按照“1.2.3”方法進(jìn)行提取、凈化，每個(gè)加標(biāo)水平重復(fù)6次；同時(shí)將處理后的空白樣品溶液加入相應(yīng)濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液定容，作為基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液，進(jìn)樣測定，計(jì)算得到加標(biāo)回收率、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差與定量下限。

圖1　不同凈化填料對(duì)乙腈中4種殺螨劑的回收率Fig.1　Recoveries of four acaricides in acetonitrile after adsorbed by different kinds of adsorbents

2結(jié)果與討論

2.1分散吸附劑的選擇

本研究選用GCB,PSA,C18,Florisil,Silica gel,Al-N等6種凈化填料來考察不同凈化填料對(duì)4種殺螨劑的吸附作用，以乙腈為介質(zhì)配制100 μg/L的混標(biāo)溶液15 mL，取2 mL混標(biāo)溶液分別加入裝有200 mg不同吸附劑粉末的離心管中，2 500 r/min渦混2 min，5 000 r/min 低溫(4 ℃)高速離心3 min，過0.22 μm有機(jī)相濾膜，裝樣品瓶中，每組6個(gè)平行樣(n=6)，回收率結(jié)果見圖1。由圖1可知，GCB 對(duì)四螨嗪的吸附性最強(qiáng)，回收率只有7.1%，對(duì)噠螨靈和溴螨酯也有一定的吸附性，回收率為62.5%和37.9%，對(duì)蟲螨腈無吸附性，回收率為97.5%；PSA對(duì)四螨嗪具有吸附性，回收率為64.6%，對(duì)蟲螨腈、溴螨酯和噠螨靈無吸附性，回收率為99.7%～100.2%；Florisil對(duì)四螨嗪和溴螨酯具有一定的吸附性，回收率分別為81.7%和77.1%，對(duì)蟲螨腈和噠螨靈無吸附性，回收率分別為101.1%和100.1%；Silica gel對(duì)四螨嗪有一定的吸附性，回收率為83.2%，對(duì)蟲螨腈、溴螨酯和噠螨靈無吸附性，回收率介于96.9%～102.5%之間；Al-N對(duì)溴螨酯具有吸附性，回收率為60.4%，對(duì)四螨嗪、蟲螨腈和噠螨靈無吸附性，回收率介于96.0%～103.0%之間；C18對(duì)四螨嗪、蟲螨腈、溴螨酯和噠螨靈均無吸附性，回收率為95.5%～100.4%。為保證分散吸附劑能夠?qū)μ崛∫哼M(jìn)行有效地凈化，同時(shí)又能保證檢測方法的準(zhǔn)確性，本研究最終采用C18結(jié)合無水MgSO4對(duì)提取液進(jìn)行凈化。

圖2　蘋果基質(zhì)中兩種不同提取溶劑回收率比較Fig.2　Comparison of recoveries using two different solvent extraction methods in applematrix

圖3　柑橘基質(zhì)中兩種不同提取溶劑的回收率比較Fig.3　Comparison of recoveries using two different solvent extraction methods in citrus matrix

2.2提取溶劑的選擇

以蘋果和柑橘為基質(zhì)，對(duì)比研究了乙腈提取、無水硫酸鎂及氯化鈉鹽析；以及1%乙酸乙腈提取、無水硫酸鎂及乙酸鈉鹽析兩種QuEChERS前處理方法的提取效果，結(jié)果見圖2～3。研究顯示，采用乙腈提取、無水硫酸鎂及氯化鈉鹽析的QuEChERS前處理方法，蘋果的回收率為95.7%～106.8%，柑橘中為94.4%～106.7%；采用1%乙酸乙腈提取、無水硫酸鎂及乙酸鈉鹽析的QuEChERS前處理方法，蘋果中回收率為87.9%～93.1%，柑橘中為85.5%～101.6%。兩種提取方式均能取得良好的提取效果，本著簡便、易操作的原則，本文采用加乙腈的QuEChERS提取方法。

2.3基質(zhì)效應(yīng)

按“1.2.3”方法進(jìn)行前處理，配制濃度分別為0.05，0.1，0.5，1.0，2.0 mg/kg的純?nèi)軇?biāo)準(zhǔn)溶液和基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液，通過測定目標(biāo)物在純?nèi)軇┲械钠骄憫?yīng)值(A，n=6)和基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均響應(yīng)值(B，n=6),得到基質(zhì)效應(yīng)(Matrix effect，ME)，ME=B/A×100%[10-11]。若ME大于115% 則具有基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng)，ME小于85%則具有基質(zhì)抑制效應(yīng)，ME介于85%～115%之間，則無基質(zhì)效應(yīng)。結(jié)果表明，蘋果基質(zhì)中四螨嗪的ME在86.8%～94.2%之間，無基質(zhì)效應(yīng)；蟲螨腈在低濃度時(shí)表現(xiàn)為基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng)，濃度為0.05 mg/kg時(shí)，ME為228.1%，隨著濃度的增加，基質(zhì)效應(yīng)逐漸減弱，濃度達(dá)到0.5 mg/kg以上時(shí)，不表現(xiàn)基質(zhì)效應(yīng)；溴螨酯和噠螨靈均表現(xiàn)為基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng)，隨著濃度的增加，基質(zhì)效應(yīng)逐漸減弱，溴螨酯的ME由529.1%下降到244.4%，噠螨靈的ME由321.3%下降到159.9%。柑橘基質(zhì)中四螨嗪的ME在128.7%～111.6%之間，低濃度時(shí)為基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng)，隨著濃度的增加，基質(zhì)效應(yīng)逐漸消除；蟲螨腈、溴螨酯和噠螨靈均為基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng)，隨著濃度的增加基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng)逐漸減弱，蟲螨腈的ME由243.1%下降到137.2%，溴螨酯的ME由636.8%下降到274.2%，噠螨靈的ME由471.3%下降到194.9%。 研究結(jié)果顯示，不同殺螨劑在同一基質(zhì)中具有不同的基質(zhì)效應(yīng)，同一殺螨劑在不同的基質(zhì)中也具有不同的基質(zhì)效應(yīng)，同時(shí)基質(zhì)效應(yīng)與濃度具有一定的關(guān)系，隨著濃度的變化，基質(zhì)效應(yīng)也有一定的變化，本文研究的 4 種殺螨劑隨著檢測濃度的增加，基質(zhì)效應(yīng)逐漸減弱。應(yīng)用基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線校準(zhǔn)能夠減小基質(zhì)效應(yīng)對(duì)檢測結(jié)果的影響。

2.4標(biāo)準(zhǔn)曲線、相關(guān)系數(shù)、加標(biāo)回收率、精密度與定量下限

取配制好的四螨嗪、蟲螨腈、溴螨酯和噠螨靈系列基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液分別進(jìn)行GC/ECD進(jìn)樣測定，4種農(nóng)藥的保留時(shí)間分別為：四螨嗪9.04 min，蟲螨腈24.92 min，溴螨酯27.42 min，噠螨靈30.98 min。結(jié)果表明，不同基質(zhì)中，四螨嗪和噠螨靈在0.02～2.0 mg·L-1，蟲螨腈和溴螨酯在0.004～0.5 mg·L-1范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)(r)均大于0.99。由于基質(zhì)效應(yīng)隨著濃度的變化而不同，為保證檢測結(jié)果的科學(xué)準(zhǔn)確，當(dāng)實(shí)際樣品殘留量超過此線性范圍時(shí)，應(yīng)對(duì)樣品溶液進(jìn)行適當(dāng)稀釋后再進(jìn)行定量測定。本實(shí)驗(yàn)以10倍信噪比(S/N=10)進(jìn)行計(jì)算，得各待測物的方法定量下限(LOQ)為0.001～0.02 mg/kg(見表1)。

按“1.2.4”方法進(jìn)行加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)，每個(gè)加標(biāo)水平重復(fù)6次，基質(zhì)外標(biāo)法定量，計(jì)算平均回收率與相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)。由表1可知，4種殺螨劑的平均回收率為76.4%～111.8%，RSD(n=6)為2.1%～13.4%，圖4為空白樣品和加標(biāo)樣品的色譜圖。

表1　4 種殺螨劑的線性方程、相關(guān)系數(shù)、加標(biāo)回收率、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差及定量下限

2.5實(shí)際樣品的測定

采用本文所建立的方法對(duì)市售10個(gè)蘋果樣品和10個(gè)柑橘樣品進(jìn)行檢測，在1個(gè)蘋果樣品中檢出0.067 mg/kg噠螨靈，其余19個(gè)樣品均未檢出上述4種殺螨劑殘留。

3結(jié)論

本文將QuEChERS凈化方法與GC/ECD結(jié)合應(yīng)用于蘋果和柑橘中四螨嗪、蟲螨腈、溴螨酯和噠螨靈4種殺螨劑的同時(shí)檢測，并成功應(yīng)用于實(shí)際樣品的測定。方法簡便快速，能夠滿足我國[12]、歐盟[13]和CAC[14]對(duì)殘留限量的要求，且符合農(nóng)藥殘留分析從繁瑣的傳統(tǒng)方法向快速、簡便方法發(fā)展的趨勢，具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

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Residue Analysis of Four Acaricides in Apple and Citrus by GC/ECD after QuEChERS Clean-upXU Guo-feng,NIE Ji-yun*,LI Hai-fei,YAN Zhen,LI Jing

(Research Institute of Pomology,Chinese Academy of Agricultural Sciences;China Laboratory of Quality & Safety

Risk Assessment for Fruit(Xingcheng),Ministry of Agriculture,Xingcheng125100,China)

Abstract：A GC/ECD method was developed and validated for the simultaneous analysis of clofentezine,bromopropylate,chlorfenapyr,and pyridaben residues in apple and citrus.The apple and citrus samples were extracted with acetonitrile,and purified by QuEChERS method using C18and MgSO4as adsorbents,then determined by GC/ECD and quantified by the matrix-matched standards solution.The result showed that the calibration curves were linear in the ranges of 0.02-2.0 mg/L for clofentezine and pyridaben,and 0.004-0.5 mg/L for bromopropylate and chlorfenapyr,with correlation coefficients more than 0.99.The limits of quantitation(LOQs) for four acaricides were between 0.001 mg/kg and 0.02 mg/kg.The average recoveries(n=6) of the four analytes in apple and citrus at three spiked levels were between 76.4% and 111.8% with RSDs not more than 13.4%.This method is simple,rapid,effective and safe,and could meet the requirements for the simultaneous determination of clofentezine,bromopropylate,chlorfenapyr and pyridaben residues in apple and citrus samples．

Key words：QuEChERS;GC/ECD;apple;citrus;acaricide;residue analysis

中圖分類號(hào)：O657.71；S482.5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1004-4957(2015)12-1387-05

doi:10.3969/j.issn.1004-4957.2015.12.010

通訊作者：*聶繼云,博士,研究員,研究方向：果品質(zhì)量安全,Tel:0429-3598178,E-mail:jiyunnie@163.com

基金項(xiàng)目：國家農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估計(jì)劃(GJFP2014002，GJFP2015002)；中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程

收稿日期：2015-07-07；修回日期：2015-08-10