氣相色譜-質(zhì)譜法測定蔬菜和水果中螺蟲乙酯的殘留量

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(1. 黃島出入境檢驗檢疫局, 青島 266555; 2. 山東省農(nóng)業(yè)科學院 植物保護研究所, 濟南 250100)

螺蟲乙酯是新季酮酸衍生物類殺蟲劑,殺蟲譜廣,持效期長。它的作用機理主要是通過干擾昆蟲的脂肪生物合成而促使幼蟲死亡,降低成蟲的繁殖能力。螺蟲乙酯是迄今唯一具有在木質(zhì)部和韌皮部雙向內(nèi)吸傳導性能的現(xiàn)代殺蟲劑。該化合物可以在整個植物體內(nèi)向上、向下移動,抵達葉面和樹皮,從而防治生菜和白菜等蔬菜內(nèi)葉上隱藏的害蟲及果蔬皮上的害蟲。這種獨特的內(nèi)吸性可以保護新生芽、葉和根部,防止害蟲的卵和幼蟲生長。雙向內(nèi)吸傳導性能意味著害蟲沒有安全可以隱藏的地方,防治作用更加徹底[1]。因此,該農(nóng)藥具有很好的應用前景,已在69個國家和地區(qū)提交登記,可用于棉花、大豆、柑橘、熱帶果樹、堅果、葡萄、啤酒花和土豆等多種作物上,防治各種刺吸式口器害蟲,如蚜蟲、薊馬、木虱、粉虱、粉蚧和介殼蟲等[1-2]。

隨著螺蟲乙酯的登記、推廣和使用,作為我國蔬菜、水果主要出口市場的美國、歐盟、韓國、日本、加拿大等國家對其制定了最大允許殘留限量標準(MRL),食品法典也對螺蟲乙酯的MRL進行了規(guī)定,規(guī)定的MRL為0.02～9.0 mg·kg-1[3-4]。現(xiàn)在,國內(nèi)外對蔬菜和水果中螺蟲乙酯殘留量的檢測方法研究較多[5-11],主要采用乙腈提取,QuEChERS基質(zhì)固相分散萃取凈化或固相萃取(SPE)凈化,液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(LC-MS/MS)或液相色譜法(LC)進行檢測。使用LC-MS/MS檢測農(nóng)藥殘留具有快速、簡便、靈敏度高等優(yōu)點,但也存在配置少,與其他檢測項目共用一臺儀器需不斷平衡液相系統(tǒng)的缺陷;單獨使用LC進行檢測時,存在不能準確定性的缺點。氣相色譜-質(zhì)譜儀是各檢測機構(gòu)配備最多的對農(nóng)藥殘留進行檢測的儀器。氣相色譜-質(zhì)譜儀(電子轟擊離子源)為通用性檢測儀器,可實現(xiàn)幾百種農(nóng)藥的多殘留分析,并同時定性和定量,目前國內(nèi)沒有任何有關(guān)氣相色譜-質(zhì)譜法(電子轟擊離子源)檢測果蔬中螺蟲乙酯殘留量的報道。

本工作參照QuEChERS前處理技術(shù)的分散固相萃取技術(shù),采用混合吸附劑凈化,建立了氣相色譜-質(zhì)譜法(GC-MS)測定蔬菜和水果中螺蟲乙酯殘留量的分析方法,為更好應對國外技術(shù)壁壘提供了有力的技術(shù)支持。

1 試驗部分

1．1 儀器與試劑

Agilent 7890B-5977A型氣相色譜-質(zhì)譜儀(配電子轟擊離子源);3K 15型離心機;ULTRA-TURRAX T-18 basic型均質(zhì)器;NV24A-II型氮吹加熱濃縮儀;MilliQ型超純水器;Vortex 3000型旋渦混合器。

QuEChERS分散固相萃取管1[15 mL離心管中裝150 mg乙二胺-N-丙基硅烷(PSA)、900 mg無水硫酸鎂];QuEChERS分散固相萃取管2[15 mL離心管中裝150 mg十八烷基硅烷(C18)、900 mg無水硫酸鎂];QuEChERS分散固相萃取管3[15 mL離心管中裝150 mg PSA、45 mg石墨炭黑(Carb)粉末、855 mg無水硫酸鎂];QuEChERS分散固相萃取管4(15 mL離心管中裝150 mg PSA、150 mg C18和900 mg無水硫酸鎂)。

螺蟲乙酯標準儲備溶液:1.000 g·L-1,稱取螺蟲乙酯標準物質(zhì)(相對分子質(zhì)量為373.46,純度不小于98.0%)適量,用乙腈配制而成。

乙腈為色譜純;氯化鈉、無水硫酸鎂(用前均在450 ℃烘5 h,200 ℃時取出冷卻備用)為分析純。

1．2 儀器工作條件

1) 色譜條件 HP-5MS毛細管色譜柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm);進樣口溫度為250 ℃;不分流進樣,進樣量為1 μL;載氣為氦氣(純度不小于99.999%),恒流模式,流量1.0 mL·min-1。程序升溫:初始溫度為60 ℃,保持2 min;以20 ℃·min-1速率升溫至200 ℃;然后以2 ℃·min-1速率升溫至220 ℃;再以20 ℃·min-1速率升溫至280 ℃,保持10 min。

2) 質(zhì)譜條件 電子轟擊離子源(EI),電子能量為70 eV;離子源溫度為230 ℃,四極桿溫度為150 ℃,色譜-質(zhì)譜接口溫度為280 ℃;選擇離子監(jiān)測(SIM)模式,定性離子m/z286.2,270.2,314.2,定量離子m/z373.2。

1．3 試驗方法

取蔬菜或水果樣品可食用部分,粉碎并混勻,稱取試樣10.00 g置于50 mL離心管中,加入乙腈20 mL,均質(zhì)提取1 min,加入無水硫酸鎂4 g、氯化鈉1 g,立即渦旋混勻后,以7 000 r·min-1轉(zhuǎn)速離心5 min。移取上層有機相6.0 mL轉(zhuǎn)移至裝有300 mg C18、150 mg PSA和900 mg無水硫酸鎂粉末的離心管中,加入后立即渦旋混勻2 min,以7 000 r·min-1轉(zhuǎn)速離心5 min,取上清液4 mL于氮吹管中,于40 ℃氮氣吹干,加入丙酮-正己烷(1+1)混合溶劑900 μL溶解殘渣,渦旋混勻后,按儀器工作條件進行測定。

2 結(jié)果與討論

2．1 色譜行為

按儀器工作條件對黃瓜、蘋果和洋蔥的混合空白樣品和加標后的上述混合空白樣品(加標量20 μg·kg-1)進行分析,SIM色譜圖見圖1。

由圖1可知,樣品基質(zhì)不干擾螺蟲乙酯的測定。

2．2 提取劑的選擇

(a) 混合空白樣品

(b) 加標后的混合空白樣品圖1 混合空白樣品中加標前后的SIM色譜圖Fig. 1 SIM chromatograms of mixed blank samples without and with standard solution

QuEChERS方法現(xiàn)已被國內(nèi)外研究者和檢測工作者廣泛應用于蔬菜和水果中多種農(nóng)藥殘留的檢測,為解決堿性農(nóng)藥(如吡蚜酮)在酸性基質(zhì)(如柑橘)中不穩(wěn)定,堿敏感農(nóng)藥(抑菌靈、百菌清)在非酸性基質(zhì)(如生菜)中降解的問題,很多學者采用加入乙酸和乙酸鈉或檸檬酸鹽形成緩沖體系來改善大部分農(nóng)藥的回收率。在試驗中加入乙酸等酸性溶液對樣品中殘留農(nóng)藥進行提取,經(jīng)PSA凈化后,去雜效果稍差,這可能是因為酸性溶液對PSA的凈化效果產(chǎn)生影響。螺蟲乙酯屬于常規(guī)農(nóng)藥,對酸和堿都不敏感,為使PSA達到最佳的凈化效果,試驗選擇乙腈作為提取劑。

2．3 基質(zhì)分散固相萃取劑及其用量的選擇

常用的基質(zhì)分散凈化劑有PSA、C18和Carb。PSA常用來去除各種有機酸、部分色素以及蛋白質(zhì)、糖類;C18是一種非極性吸附劑,可以吸附相對分子質(zhì)量較高的非極性干擾物質(zhì),對樣品中的蛋白、脂質(zhì)物質(zhì)、部分維生素、色素和甾醇等雜質(zhì)有一定的吸附作用;Carb主要是用來去除類甾體、葉綠素等色素[9]。各種凈化劑在去除雜質(zhì)的同時也可能對目標化合物產(chǎn)生吸附。

為最大程度地保證試驗材料的均勻性,選擇使用已經(jīng)過質(zhì)量控制的市售QuEChERS分散固相萃取管進行試驗,共試驗了4種QuEChERS分散固相萃取管。填裝的基質(zhì)分散固相萃取劑分別為:① 150 mg PSA;② 150 mg C18;③150 mg PSA 、45 mg Carb;④ 150 mg PSA、150 mg C18。

將黃瓜、蘋果和洋蔥的混合空白樣品提取液配制的20 μg·L-1螺蟲乙酯標準溶液6 mL分別經(jīng)裝有上述4種基質(zhì)分散固相萃取劑的市售QuEChERS分散固相萃取管進行渦旋凈化。凈化濃縮后測定的回收率分別為106%,104%,97.5%,99.4%,可見,PSA、C18和Carb對螺蟲乙酯均不產(chǎn)生吸附。

上述混合空白樣品提取液經(jīng)4種基質(zhì)分散固相萃取劑凈化后的總離子流圖見圖2。

(a) PSA

(b) C18

(c) PSA和Carb

(d) PSA和C18圖2 混合空白樣品提取液經(jīng)4種基質(zhì)分散固相萃取劑凈化后的總離子流圖Fig. 2 TIC chromatograms of mixed blank sample extract purged by 4 matrix dispersion solid phase extractant

由圖2可知:混合使用PSA和C18進行凈化時凈化效果最好。試驗選用PSA和C18作為基質(zhì)分散固相萃取劑。

采用散裝基質(zhì)分散固相萃取劑單獨稱量的方法進行基質(zhì)分散固相萃取凈化試驗,發(fā)現(xiàn)每毫升提取液中PSA添加量超過25 mg時,回收率會出現(xiàn)一定程度的降低;每毫升提取液中C18添加量只要不超過50 mg,C18不會對螺蟲乙酯產(chǎn)生吸附。試驗選擇在每毫升提取液中加入25 mg PSA和50 mg C18進行基質(zhì)分散固相萃取。

2．4 定性離子和定量離子的選擇

使用選擇離子監(jiān)測方式進行掃描,通過選擇離子豐度相對較高、相對分子質(zhì)量較大的離子作為定量或定性離子,同時避讓保留時間相近的化合物之間的共有離子,并摒除測試樣品基質(zhì)干擾離子。試驗確定了螺蟲乙酯的定性離子m/z286.2,270.2,314.2,定量離子m/z373.2。

2．5 基質(zhì)效應的消除

使用GC-MS(EI)測定農(nóng)藥時一般會存在一定的基質(zhì)增強效應,試驗對使用GC-MS(EI)測定螺蟲乙酯時的基質(zhì)效應進行了考察。使用蘋果、葡萄、黃瓜和洋蔥空白樣品溶液配制50 μg·L-1基質(zhì)標準溶液,使用純?nèi)軇┡渲?0 μg·L-1標準溶液。將蘋果、葡萄、黃瓜和洋蔥基質(zhì)標準溶液獲得的響應值除以純?nèi)軇藴嗜芤韩@得的響應值表示基質(zhì)效應,基質(zhì)效應分別為147%,153%,156%,205%。由上述結(jié)果可以看出:使用GC-MS(EI)測定螺蟲乙酯時存在較強的基質(zhì)效應,不同樣品的基質(zhì)效應不盡相同,對于洋蔥等基質(zhì)干擾較強的樣品,基質(zhì)效應增強能達到100%以上。另外,試驗還發(fā)現(xiàn),氣相色譜儀的狀態(tài)對基質(zhì)效應的影響也較強,襯管的潔凈程度、柱子進樣數(shù)量等因素均能明顯影響標準的響應值。為保證試驗結(jié)果的準確性和可靠性,試驗選擇以空白樣品提取凈化液配制基質(zhì)標準溶液,使標準溶液和樣品溶液具有同樣的背景條件,從而消除樣品的基質(zhì)效應。

2．6 標準曲線和檢出限

移取1.000 g·L-1螺蟲乙酯標準儲備溶液適量,用丙酮-正己烷(1+1)混合溶劑配制成10 mg·L-1標準溶液,再用丙酮-正己烷(1+1)混合溶劑將10 mg·L-1標準溶液稀釋成0.1,0.2,0.5,1,2,5 mg·L-1的標準溶液。取空白樣品按試驗方法進行測定,得樣品提取凈化殘渣,在此殘渣中加入丙酮-正己烷(1+1)混合溶劑900 μL和上述標準溶液系列100 μL,渦旋混勻,配成10,20,50,100,200,500 μg·L-1基質(zhì)標準溶液系列。

按儀器工作條件對上述基質(zhì)標準溶液系列進行測定,以峰面積為縱坐標,與其對應的質(zhì)量濃度為橫坐標繪制標準曲線。結(jié)果表明:螺蟲乙酯的線性范圍為10～500 μg·L-1,線性回歸方程為y=42.86x-61.80,相關(guān)系數(shù)為0.999 7。

以3倍信噪比計算方法的檢出限(3S/N)為0.75 μg·kg-1,以10倍信噪比計算方法的測定下限(10S/N)為2.51 μg·kg-1。

2．7 方法的精密度和回收試驗

按試驗方法對空白蘋果、葡萄、黃瓜、洋蔥、圓白菜、韭菜樣品進行加標回收試驗[2.00 mg·kg-1(加標水平)的樣品待測液測定前,用定容溶劑將凈化定容液稀釋至殘留量在線性范圍之內(nèi)],平行測定6次,結(jié)果見表1。

表1 精密度和回收試驗結(jié)果(n=6)Tab. 1 Results of tests for precision and recovery(n=6)

由表1可知:加標回收率為79.8%～101%,相對標準偏差為4.1%～8.7%。

2．8 樣品分析

按試驗方法對市售菠菜、甘藍、草莓、蘋果、黃瓜、小蔥、圓白菜、韭菜等25批農(nóng)貿(mào)市場銷售的蔬菜和水果樣品進行測定,均未檢出螺蟲乙酯。

本工作采用氣相色譜-質(zhì)譜法測定蔬菜和水果中螺蟲乙酯的殘留量,結(jié)果準確可靠,應用于實際蔬菜和水果樣品中螺蟲乙酯殘留量的測定,結(jié)果滿意。

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