超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定茶葉和土壤中丁醚脲及其代謝物的殘留

翟嵐（鄭州幼兒師范高等專科學(xué)校，河南鄭州450000）

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超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定茶葉和土壤中丁醚脲及其代謝物的殘留

翟嵐
（鄭州幼兒師范高等?？茖W(xué)校，河南鄭州450000）

摘要：茶樹的種植和生產(chǎn)過程越來越依賴農(nóng)藥的使用，而丁醚脲作為茶葉的除蟲、除螨劑，其在茶葉中的殘留量關(guān)乎著人類的健康與安全。超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法因其靈敏度高、重復(fù)性好的特點(diǎn)，而被廣泛用于食品中農(nóng)藥的殘留測(cè)定。本文闡述丁醚脲和丁醚脲代謝物的毒性，以及在土壤中的遷移作用特點(diǎn)，重點(diǎn)分析測(cè)定茶葉和土壤中丁醚脲及其代謝物殘留，使用超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜（UPLC-MS /MS）方法檢測(cè)的高效率。進(jìn)一步探究樣品前處理方法、樣品提取、分離檢測(cè)的工藝，這對(duì)測(cè)定茶葉和土壤中丁醚脲及其代謝物的殘留，具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：UPLC-MS /MS；丁醚脲及其代謝物；快速檢測(cè)

茶葉是我國(guó)傳統(tǒng)的農(nóng)產(chǎn)品，市場(chǎng)的擴(kuò)大，逐漸發(fā)展成具有中國(guó)特色的出口商品。伴隨農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化、高速化的進(jìn)程，茶葉的生產(chǎn)過程中，為保證茶葉的產(chǎn)量，農(nóng)藥、激素等化學(xué)品的用量和種類也逐漸增多。然而，隨著國(guó)內(nèi)外對(duì)茶葉中農(nóng)藥殘留限制標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，農(nóng)藥殘留的問題已經(jīng)成為了茶葉內(nèi)銷和外貿(mào)的最主要、最突出的問題。積極改進(jìn)和研究出快速、高效檢測(cè)茶葉中農(nóng)藥殘留的方法，是適應(yīng)世界茶葉市場(chǎng)需求，也是推進(jìn)茶葉產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的有效舉措。

1 丁醚脲的理化性質(zhì)分析

丁醚脲是一類通過影響昆蟲呼吸作用、干擾能量轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)化具有更高毒性的代謝產(chǎn)物，達(dá)到殺蟲目的新型硫脲類殺蟲、殺螨劑。丁醚脲常常與其他類殺蟲劑進(jìn)行混用，能夠有效滅殺麟翅目害蟲、蚜蟲、大葉婢和椰粉虱等絕大部分害蟲。丁醚脲的殺蟲特性主要是因?yàn)槠洫?dú)特的物理、化學(xué)性質(zhì)所決定的。

1.1 茶葉提取物丁醚脲的化學(xué)性質(zhì)

對(duì)已噴灑丁醚脲類農(nóng)藥的茶葉，進(jìn)行農(nóng)藥殘留測(cè)定時(shí)，往往會(huì)發(fā)現(xiàn)除了未被吸收降解的丁醚脲外，還會(huì)存在一些醚胺類物質(zhì)。這是因?yàn)槎∶央迤芈对谔柟?，潮濕的環(huán)境下，可以進(jìn)行光解、水解、環(huán)境微生物降解后，在植物體內(nèi)降解生成二次化合物。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，丁醚脲的降解產(chǎn)物主要包括：丁醚脲-酰胺體、丁醚脲-脲等。最新研究表明丁醚脲的代謝物，比丁醚脲原藥本身具有更高的毒性，對(duì)害蟲、蚜蟲等小型昆蟲，直接通過毒性而進(jìn)行滅殺。然而，正因?yàn)槎∶央宓慕到?、異?gòu)化、衍生作用，給現(xiàn)階段的分離檢測(cè)技術(shù)帶來很大的阻礙。

1.2 茶葉提取物丁醚脲的物理性質(zhì)

與丁醚脲滅蟲效果息息相關(guān)的原因，還包含丁醚脲不可或缺的物理性質(zhì)。不管是因?yàn)榫哂懈呷埸c(diǎn)、較低的溶解度還是其優(yōu)越的酸穩(wěn)定性、光不穩(wěn)定性，都使該類農(nóng)藥帶來持續(xù)、有效滅蟲效果。但也給周邊水質(zhì)、土基、生物多樣性的環(huán)境帶來了嚴(yán)重的威脅。

1.2.1 丁醚脲及其代謝物的土壤遷移性

丁醚脲在經(jīng)過稀釋、混合其他農(nóng)藥后噴灑到茶葉上，除了被茶葉吸收或者轉(zhuǎn)化為別的化合物以外，所殘留的大部分農(nóng)藥成分都直接的進(jìn)入到了環(huán)境中，比如土壤、河流、空氣等。因此，這樣會(huì)造成丁醚脲乃至其他類農(nóng)藥利用率低的問題，同時(shí)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。進(jìn)入到環(huán)境基質(zhì)當(dāng)中的丁醚脲成分，更容易受到外界條件的影響，而發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)、水解催化反應(yīng)以及土壤基質(zhì)降解環(huán)境行為，使得丁醚脲的代謝物大量存在于土壤中。隨著日光的照曬和雨水的沖刷，丁醚脲及其代謝物更容易遷移到地下水和地表水中進(jìn)而危及人類的健康，以致于檢測(cè)土壤中丁醚脲殘留則需要能夠更大限度降低基質(zhì)效應(yīng)和背景干擾的儀器。

1.2.2 丁醚脲及其代謝物的滲透作用

丁醚脲還具有很強(qiáng)的滲透作用，無論是針對(duì)微生物體、動(dòng)植物體都能夠快速的滲透到生物體內(nèi)，這也是檢測(cè)茶葉中的丁醚脲殘留物的必然性。但是，我國(guó)現(xiàn)在還沒有制定丁醚脲的最大允許殘留量標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)于茶葉、土壤等樣品中丁醚脲及其代謝物，目前，測(cè)定方法也很少見有報(bào)道。所以，有必要研究茶葉、土壤樣品中丁醚脲及其代謝物殘留的分析方法，并且利用現(xiàn)有的儀器，檢測(cè)出檢測(cè)限度更低的農(nóng)藥殘留。

2 丁醚脲及其代謝物的檢測(cè)

茶葉中的農(nóng)殘測(cè)定方法有很多，主要檢測(cè)技術(shù)有：氣相色譜法、氣相色譜聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用法、高效液相色譜法、液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法等。此外，茶葉樣品的前處理步驟還包括提取、凈化、濃縮等。

2.1 茶葉提取物丁醚脲及其代謝物的檢測(cè)原理

為了對(duì)樣品有效進(jìn)行組分分離，一般會(huì)采用固相萃取和色譜法聯(lián)用的方法對(duì)茶葉樣品進(jìn)行檢測(cè)分析。其原理主要是：利用萃取的方法對(duì)樣品進(jìn)行提純凈化，再將提純后的樣品轉(zhuǎn)移到色譜儀中，根據(jù)樣品中組分的氣相與固相的分離系數(shù)的差異性，達(dá)到合理分離各組分的目的，最終把分離后的樣品依次流入檢測(cè)器（熒光、紫外、質(zhì)譜）中進(jìn)行定性定量的目標(biāo)物檢測(cè)?，F(xiàn)在的色譜檢測(cè)器能夠檢測(cè)到痕量，甚至超痕量的級(jí)別。因此，茶葉中的大部分農(nóng)藥殘留基本能夠達(dá)到檢測(cè)分析的預(yù)期值。

2.2 丁醚脲農(nóng)藥殘留的檢測(cè)方法

近年來，常用于檢測(cè)丁醚脲的分離檢測(cè)方法主要是高效液相色譜-質(zhì)譜或者反相液相色譜法等。例如：吳培等利用甲醇與水作為流動(dòng)相，利用高效液相色譜對(duì)水中的丁醚脲殘留組分進(jìn)行分離，最后使用紫外檢測(cè)器，對(duì)丁醚脲的特征峰進(jìn)行定量檢測(cè)。使用超聲輔助萃取樣品液，高效的富集水中的丁醚脲組分，采用反相液相色譜法對(duì)組分進(jìn)行分離檢測(cè)，結(jié)果準(zhǔn)確度高、重復(fù)性好。

2.3 UPLC-MS/MS法在茶葉和土壤中農(nóng)藥殘留的應(yīng)用

然而，目前流行的色譜分離技術(shù)在對(duì)茶葉、土壤等復(fù)雜樣品的丁醚脲及其衍生物的檢測(cè)還存在缺陷。超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法（UPLC-MS/MS）結(jié)合基質(zhì)固相分散萃取技術(shù)凈化，是一種同時(shí)具備高效率、高特異性和高靈敏度的普適性方法。在分離效果上比高效液相色譜更加出色，并且能達(dá)到高復(fù)雜樣品的組分分離的效果。張新忠等人通過乙腈對(duì)茶葉樣品提取丁醚脲等農(nóng)藥殘留，固相分散進(jìn)行萃取除雜，利用超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法對(duì)組分進(jìn)行檢測(cè)，得到檢出限低、線性良好的實(shí)驗(yàn)效果。

3 UPLC-MS/MS法測(cè)定丁醚脲及其代謝物的分析

3.1 樣品的預(yù)處理

由于超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法，在檢測(cè)限上已經(jīng)達(dá)到納克級(jí)別。因此，在對(duì)茶葉或者土壤樣品的預(yù)處理時(shí)，主要是為了有干擾的雜質(zhì)進(jìn)行分離。進(jìn)行預(yù)處理過程步驟越復(fù)雜，樣品中待測(cè)組分流失越嚴(yán)重。所以，較為常用的樣品前處理方法有液相萃取、固相萃取、固相微萃取、基質(zhì)固相分散、加速溶劑萃取和液相微萃取等。

其中液相萃取、基質(zhì)固相分散以及加速溶劑萃取需要使用大量的有機(jī)溶劑，而固相微萃取和液相微萃取萃取容量比較低。此外，茶葉由于自身含有茶多酚、葉綠素、氨基酸以及果膠等成分。在進(jìn)行液相-固相萃取過程，如果有強(qiáng)烈的震蕩會(huì)致使樣品乳化，使得檢測(cè)器難以分離測(cè)定。采用固相分離的方法可以改善這些缺陷，并且具有更高的靈敏度和樣品的回收率。

3.2 丁醚脲及其代謝物的分離檢測(cè)過程

預(yù)處理好的樣品液經(jīng)濾膜過濾后，一般采用等度洗脫或極性較強(qiáng)的洗脫液，比如：乙腈、甲醇與水的混合物在C18柱子中進(jìn)行洗脫，按照組分的保留時(shí)間的差別先后分離出來。實(shí)驗(yàn)表明：丁醚脲＞丁醚脲-脲＞丁醚脲-酰胺體。分離好的組分依次在質(zhì)譜檢測(cè)其中，以分子離子片段的形式打出質(zhì)譜圖。

3.3 丁醚脲及其代謝物的分離檢測(cè)過程方法的優(yōu)化

在進(jìn)行檢測(cè)過程中得到的結(jié)果往往不是很理想。因此，實(shí)驗(yàn)過程常常用到方法、條件的優(yōu)化。為盡量提高丁醚脲的分離效果，應(yīng)該減少雜質(zhì)的干擾，降低質(zhì)譜中離子化背景效應(yīng)，得到清晰、準(zhǔn)確的圖譜。如茶葉中的丁醚脲的保留時(shí)間比較長(zhǎng)。通過提高洗脫液中甲醇的比例，可以洗脫樣品中保留能力比較強(qiáng)的雜質(zhì)。同時(shí)，也將色譜柱子上附著的雜質(zhì)給洗脫下來，提高柱子的壽命降低，降低雜質(zhì)的干擾。而在質(zhì)譜檢測(cè)其中，為了獲得丁醚脲及其代謝物的離子，對(duì)能量最好的參數(shù)，檢測(cè)的過程也需要對(duì)電壓高低、能量大小、掃描速度進(jìn)行調(diào)試。

3.4 丁醚脲及其代謝物的檢測(cè)應(yīng)用價(jià)值分析

超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法有效的檢測(cè)手段。一方面，保障了廣大茶葉以及其他農(nóng)產(chǎn)品消費(fèi)者的食品安全和身體健康，促進(jìn)茶葉市場(chǎng)由以量致勝的模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐再|(zhì)致勝的綠色、安全的健康經(jīng)營(yíng)模式，提供能夠食用、放心食用的安全理論依據(jù)，為茶葉出口外銷保駕護(hù)航。另一方面，也為進(jìn)一步探討多角度、快速高效、廣譜性的分離檢測(cè)方法，奠定可依靠可信的借鑒基礎(chǔ)。

4 結(jié)論

茶葉產(chǎn)業(yè)如火如荼的發(fā)展過程中，少不了農(nóng)藥殘留檢測(cè)的安全保證。縱觀農(nóng)藥殘留分析的研究歷程，不論是檢測(cè)單個(gè)化合物還是檢測(cè)多種化合物，科學(xué)、科技的進(jìn)步帶動(dòng)色譜技術(shù)的發(fā)展。超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法結(jié)合固相分散技術(shù)作為目前比較新穎的分離檢測(cè)手段，不僅改善樣品前處理要求的難度，還降低雜質(zhì)對(duì)樣品目標(biāo)檢測(cè)物的干擾，適用于現(xiàn)階段茶葉等農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留組分的痕量檢測(cè)。通過分析茶葉和土壤中丁醚脲及其代謝物的特性與定量測(cè)定的迫切性，超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法不但得到較理想的效果，還非常滿足其它農(nóng)藥殘留檢測(cè)的需要，給茶葉行業(yè)帶來了福音。加快中國(guó)茶葉走向世界的腳步，也掃清茶葉全球化貿(mào)易的障礙。

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作者簡(jiǎn)介：翟嵐（1976-），女，河南鄭州人，碩士，講師，研究方向：化學(xué)教育。