基于GC—MS/MS的蔬菜多農(nóng)藥殘留基質(zhì)效應研究

夏珍珍+彭西甜+夏虹++龔艷+++彭立軍

摘要：建立了蔬菜中20種農(nóng)藥殘留同時檢測的GC-MS/MS分析方法，選擇了青花菜、長豇豆、白蘿卜、胡蘿卜、番茄、洋蔥、芹菜、大白菜、生菜、黑木耳、雙孢蘑菇、平菇12種蔬菜，比較了GC-MS/MS分析法分析其中的農(nóng)藥多殘留的基質(zhì)效應。結(jié)果表明，20種農(nóng)藥在青花菜和豇豆中表現(xiàn)出很強的基質(zhì)增加效應；農(nóng)藥種類不同，表現(xiàn)出的基質(zhì)效應也不相同，極性較強的農(nóng)藥普遍表現(xiàn)出基質(zhì)增強效應，而弱極性農(nóng)藥會受蔬菜種類的影響，從而表現(xiàn)為基質(zhì)增強或減弱效應。

關鍵詞：蔬菜；基質(zhì)效應；GC-MS/MS；多農(nóng)殘檢測

中圖分類號：TS207.5 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）24-6578-04

農(nóng)藥殘留一直是農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全所關注的焦點問題[1，2]，農(nóng)藥殘留不僅威脅著人們的身體健康，同時對中國農(nóng)產(chǎn)品的出口帶來極為負面的影響。目前，中國農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥檢出呈現(xiàn)出種類增多的趨勢，因此開展農(nóng)產(chǎn)品中多種農(nóng)藥殘留的同時檢測顯得尤為重要[3]。氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜（GC-MS/MS）因其配置了多級質(zhì)譜，不僅具有氣相色譜維度上的分離能力，同時增加了質(zhì)譜維度上的分離定性能力，使其比單級質(zhì)譜的抗干擾能力更強，被廣泛用于農(nóng)藥多殘留分析[4，5]。但通過GC-MS/MS分析農(nóng)藥殘留實際樣品時存在一個突出的問題——基質(zhì)效應[6，7]，即試樣中的非待測組分影響待測物濃度或質(zhì)量測定的準確度、引起待測物響應值增加或減少的現(xiàn)象。一方面，色譜進樣口的活性位點會吸附基質(zhì)中的極性物質(zhì)，從而減少農(nóng)藥在進樣口的吸附，增加傳輸?shù)缴V柱中的分析物；另一方面，質(zhì)譜系統(tǒng)內(nèi)基質(zhì)中的非待測組分會消耗一部分碰撞離子，從而降低農(nóng)藥的碰撞離子數(shù)量，使得質(zhì)譜檢測到的農(nóng)藥殘留的信號降低。

蔬菜作為重要的農(nóng)產(chǎn)品，是日常開展農(nóng)殘檢測的主要分析對象，不僅種類豐富而且基質(zhì)組成差異大[8]，因此開展不同蔬菜中農(nóng)藥殘留基質(zhì)效應的研究具有十分重要的意義。為此，本研究建立多種蔬菜中多農(nóng)藥殘留的同時檢測方法，同時研究了不同蔬菜間的基質(zhì)效應差異，為蔬菜中多農(nóng)藥殘留檢測的基質(zhì)效應校正提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試劑與樣品

HPLC級的乙腈、甲醇、丙酮購買于Tedia公司；超純水由Milli-Q制水系統(tǒng)制備；分析純NaCl購于國藥集團化學試劑有限公司；果蔬凈化管（0.25 g的PSA和0.75 g的MgSO4）購買于維泰克（武漢）科技有限公司。

20種農(nóng)藥標準品（1 000 μg/mL，丙酮或甲醇）均購自農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護科研監(jiān)測所（天津），用色譜純丙酮配制成10 μg/mL的20種農(nóng)藥的混合溶液，在后續(xù)試驗中，將其加入樣品溶液得到所需要的濃度。所有的標準溶液在-20 ℃避光保存。

試驗中所用到的蔬菜樣品包括蕓薹類的青花菜，豆類的長豇豆，根類的白蘿卜，茄果類的番茄和胡蘿卜，鱗莖類的洋蔥，葉菜類的芹菜、大白菜、生菜，食用菌類的黑木耳、雙孢蘑菇、平菇等均夠自武漢市農(nóng)貿(mào)市場。

1.2 儀器

GC-MS-TQ 8030型GC-MS/MS氣質(zhì)聯(lián)用儀，數(shù)據(jù)采集和分析采用GC-MS工作站的軟件（日本Shimadzu，Kyoto），配備有EOC-20i型自動進樣器；Rtx-5MS型熔融石英毛細管柱（Restek，Pennsylvania，USA），膜厚0.25 mm；高速勻漿機（德國IKa公司）；Anke TDL-40B型飛鴿牌離心機；MS3型渦旋機（德國IKA公司）；BSA2202s型天平（德國Sartorius公司）。

1.3 樣品預處理

將蔬菜樣品切碎，置于料理機打碎混勻，冷凍備用。稱取15.0 g勻質(zhì)化的樣品于50 mL離心管中，加入30 mL乙腈，渦旋1 min。然后加入1.5 g NaCl和6.0 g MgSO4，再次渦旋1 min。隨后以6 000 r/min離心5 min，將上清液轉(zhuǎn)移至15 mL凈化管中，渦旋30 s，離心后收集上清液備用，用上清液配置相同濃度的基質(zhì)標準溶液。

1.4 儀器條件

氣相色譜升溫程序如下：初始柱溫在40 ℃并保持4 min，然后以25 ℃/min的速度升至125 ℃，再以10 ℃/min 的速度升至300 ℃保持5 min，溶劑切除時間為3.5 min。試驗采用不分流模式進樣，進樣體積1 μL，進樣時間為1 min。選用純度為99.999%的氦氣作為載氣，載氣流速為1.0 mL/min；選用純度為99.999%的氬氣作為碰撞氣。進樣口、連接口和離子源溫度分別為250、250和230 ℃。采用EI源，電離能量為70 eV；數(shù)據(jù)采集模式為質(zhì)譜多反應監(jiān)測模式（MRM）。

2 結(jié)果與分析

2.1 GC-MS/MS方法優(yōu)化

選擇20種常用農(nóng)藥，配置成0.2 mg/L的丙酮溶劑標樣，考察GC-MS/MS的分離檢測條件，對農(nóng)藥的前體離子、產(chǎn)物離子、碰撞能量等串聯(lián)質(zhì)譜檢測條件進行優(yōu)化，每種農(nóng)藥優(yōu)化出兩個離子對，分別為定性離子對和定量離子對，具體結(jié)果見表1。

2.2 不同蔬菜基質(zhì)效應比較

用不同蔬菜的空白基質(zhì)溶液配制與溶劑標樣一致濃度的基質(zhì)標準溶液0.2 mg/L，每個樣品平行測定3次，以每種農(nóng)藥的基質(zhì)標樣的色譜峰面積與溶劑標樣的峰面積的比值來評價基質(zhì)效應大小[9，10]，比值小于100%的表現(xiàn)為基質(zhì)減弱效應，比值大于100%的表現(xiàn)為基質(zhì)增強效應。

不同種類蔬菜的基質(zhì)效應不同，蕓薹類、豆類（a）和食用菌類（b）蔬菜的基質(zhì)效應如圖1所示。從圖1（a）可以看出，蕓薹類（青花菜）和豆類（豇豆）蔬菜表現(xiàn)出很強的基質(zhì)增加效應，其中青花菜的基質(zhì)效應為110%～257%，平均基質(zhì)效應為152%；豇豆的基質(zhì)效應為121%～236%，平均基質(zhì)效應為155%。通過比較發(fā)現(xiàn)，僅1號和5號農(nóng)藥表現(xiàn)出青花菜的基質(zhì)效應強于豇豆，其余18種農(nóng)藥的基質(zhì)效應表現(xiàn)出一致性，即豇豆的基質(zhì)效應強于青花菜。圖1（b）為食用菌類蔬菜的基質(zhì)效應。從圖1（b）中可以看出，食用菌中也存在較強的基質(zhì)效應，黑木耳的基質(zhì)效應范圍為72%～151%，平均值為94%；雙孢蘑菇的基質(zhì)效應為95%～204%，平均基質(zhì)效應為129%；平菇的基質(zhì)效應范圍為111%～227%，平均值為143%。20種農(nóng)藥在這3種食用菌中的基質(zhì)效應表現(xiàn)出很好的一致性，強弱順序依次為平菇、雙孢蘑菇、黑木耳。

圖2為鱗莖類、茄果類（a）、葉菜類（b）和根莖類（c）的蔬菜的基質(zhì)效應柱狀圖。從圖2中可以看出，這些蔬菜品種的基質(zhì)效應層次不齊，既有增強效應也有減弱效應。圖2（a）中番茄的基質(zhì)效應為81%～173%，平均值為112%；洋蔥的基質(zhì)效應為71%～153%，平均值為97%，且20中農(nóng)藥的基質(zhì)效應都表現(xiàn)出番茄強于洋蔥。圖2（b）為葉菜類的基質(zhì)效應，芹菜、大白菜和生菜中的基質(zhì)效應為分別為63%～143%、66%～145%、74%～154%；平均值分別為88%、89%、100%。比較發(fā)現(xiàn)3種基質(zhì)中20種農(nóng)藥的基質(zhì)效應分布在100%左右，即不同種類的農(nóng)藥表現(xiàn)出不同的基質(zhì)效應。但生菜中的基質(zhì)效應要普遍強于芹菜和大白菜，大白菜和芹菜之間的基質(zhì)效應相當。圖2（c）為根莖類蔬菜的基質(zhì)效應，白蘿卜和胡蘿卜的基質(zhì)效應分別為68%～157%、89%～190%；平均值分別為97%、120%。白蘿卜的基質(zhì)效應強于胡蘿卜的基質(zhì)效應。

2.3 不同農(nóng)藥的基質(zhì)效應比較

20種農(nóng)藥在不同基質(zhì)中的基質(zhì)表現(xiàn)出一致性，但農(nóng)藥的種類不同基質(zhì)效應差別也不同，20種農(nóng)藥在不同蔬菜中的基質(zhì)效應如圖3所示。從圖3中可以看出，1～5號農(nóng)藥在所有的基質(zhì)中都表現(xiàn)為基質(zhì)增強效應，分別為甲基對硫磷、殺螟松、三唑磷、噠螨靈、五氯硝基苯，其中甲基對硫磷、殺螟松、三唑磷為中等極性，噠螨靈和五氯硝基苯為弱極性，在不同蔬菜中的基質(zhì)效應分別為132%～257%、124%～236%、143%～222%、111%～160%、114%～217%，平均值分別為177%、166%、176%、133%、145%。研究發(fā)現(xiàn)甲基對硫磷的平均基質(zhì)效應最強，10、11號農(nóng)藥分別為氟蟲腈、對硫磷，屬于中等偏弱極性，在大部分基質(zhì)中表現(xiàn)出增強效應，但在芹菜、大白菜、黑木耳基質(zhì)中表現(xiàn)出較小程度的基質(zhì)減弱，氟蟲腈在大白菜、芹菜基質(zhì)中最小的基質(zhì)效應依次為98%、97%；對硫磷在大白菜、芹菜、黑木耳基質(zhì)中的最小基質(zhì)效應依次為82%、88%、86%。6-9和12-20號農(nóng)藥大部分屬于弱極性農(nóng)藥，僅甲拌磷為中等極性，它們在蔬菜基質(zhì)中即表現(xiàn)出增強又表現(xiàn)出減弱效應，且增強減弱效應分布相對均勻，偏差范圍在 ±47%。

3 結(jié)論

通過GC-MS/MS法考察了不同種類農(nóng)藥在不同種類蔬菜中的基質(zhì)效應大小，結(jié)果表明，20種農(nóng)藥中蕓薹類（青花菜）和豆類（豇豆）蔬菜表現(xiàn)出很強的基質(zhì)增加效應；農(nóng)藥種類不同，表現(xiàn)出的基質(zhì)效應也不相同，極性較強的農(nóng)藥普遍表現(xiàn)出基質(zhì)增強效應，而弱極性農(nóng)藥會受蔬菜種類的影響，從而表現(xiàn)為基質(zhì)增強或減弱效應。因此，在實際檢測工作中，青花菜、豇豆中的農(nóng)藥和極性較強的農(nóng)藥受基質(zhì)效應干擾大，應該采用合理的手段消除基質(zhì)效應。

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