劉 英 ,李韻之,陳列忠,王彥華,許振嵐,蔣金花,湯 濤,陳文學(xué),王 強(qiáng),*,張昌朋,*
(1.海南大學(xué) 食品學(xué)院,海南 海口 570228;2.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究所,省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地——浙江省植物有害生物防控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥殘留檢測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,浙江 杭州 310021)
吡蟲啉(imidacloprid),化學(xué)名稱為1- (6- 氯吡啶- 3- 吡啶基甲基)- N- 硝基亞咪唑烷- 2- 基胺,是內(nèi)吸性新煙堿類殺蟲劑,主要防治蚜蟲、飛虱、粉虱、葉蟬等害蟲[1]。吡蟲啉通過(guò)與煙堿型乙酰膽堿受體結(jié)合,干擾昆蟲中樞神經(jīng)系統(tǒng)的正常傳導(dǎo),進(jìn)而殺死害蟲[2]。唑螨酯(fenpyroximate),化學(xué)名稱(E)- α- (1,3- 二甲基- 5- 苯氧基吡唑- 4- 基亞甲基氨基氧)- 對(duì)甲苯甲酸叔丁酯,是非內(nèi)吸性苯氧吡唑類殺螨劑,主要防治紅葉螨、全爪葉螨、小菜蛾、斜紋夜蛾、白粉虱等害蟲[3]。唑螨酯通過(guò)選擇性抑制昆蟲體內(nèi)細(xì)胞線粒體泛醌過(guò)氧化物酶,阻斷線粒體氧化呼吸鏈而起到殺蟲作用[3]。
目前,關(guān)于吡蟲啉的殘留分析方法主要有氣相色譜法[4-5]、高相液相色譜法[6-7]和液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法[8-9],而關(guān)于唑螨酯的殘留分析方法主要是高效液相色譜法[10-13]和液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法[14-16]。已報(bào)道的分析方法中多采用固相萃取小柱或?qū)游鲋鶅艋疤幚聿襟E繁瑣,檢測(cè)周期長(zhǎng)。QuEChERS(Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged and Safe)前處理技術(shù)是美國(guó)化學(xué)家Steven J. Lehotay和德國(guó)Michelangelo Anastassiadas提出的一種快速、簡(jiǎn)便、廉價(jià)、高效、耐用且安全的前處理技術(shù)[17-18]。該技術(shù)采用乙腈提取分離目標(biāo)物,加入MgSO4或NaCl等鹽類除水,加入乙二胺- N- 丙基硅烷(PSA)等吸附劑實(shí)現(xiàn)快速凈化。與傳統(tǒng)方法相比,QuEChERS前處理技術(shù)具有分析對(duì)象范圍廣、基質(zhì)適用范圍廣、穩(wěn)定性好、低成本、操作簡(jiǎn)單快捷等優(yōu)點(diǎn)[19]。本研究采用QuEChERS前處理技術(shù)及液相色譜- 串聯(lián)三重四極桿質(zhì)譜聯(lián)用儀(liquid chromatography- tandem mass spectrometry,LC- MS/MS),建立了芹菜根、莖、葉中吡蟲啉、唑螨酯殘留的分析方法,該方法操作簡(jiǎn)單、耗時(shí)短,且靈敏度、準(zhǔn)確度、精密度均符合農(nóng)藥殘留量分析要求。
三重四極桿液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(島津LCMS- 8050);SPS402F電子天平(0.01 g);AB135- S電子天平(0.000 1 g);TYZD- ⅡA振蕩器(姜堰市天儀電子儀器有限公司);VTX- 3000L渦旋儀;Sigma高速離心機(jī);TD5A- WS臺(tái)式大容量離心機(jī)(金壇市金南儀器制造有限公司)。
乙腈(色譜純,德國(guó)默克股份兩合公司),甲酸(色譜純,美國(guó)Anaqua Chemicals),乙腈(分析純,上海凌峰化學(xué)試劑有限公司)。WondaPak QuEChERS提取鹽(NaCl 1 g,Na3C6H5O7·2H2O 1 g,Na2C6H6O7·1.5H2O 0.5 g,MgSO44 g)購(gòu)自上海島津技邇商貿(mào)有限公司;2 mL Agela Cleanert MAS- Q凈化管(C1850 mg,PSA 50 mg,MgSO4150 mg)、2 mL Agela Cleanert MAS- Q凈化管(C1850 mg,PSA 50 mg,PC 8 mg,MgSO4150 mg)、2 mL Agela Cleanert MAS- Q凈化管(C1850 mg,PSA 50 mg, PC 50 mg,MgSO4150 mg) ,均購(gòu)自天津博納艾杰爾科技有限公司。吡蟲啉(純度99.0%)、唑螨酯(純度98.0%)標(biāo)準(zhǔn)品均購(gòu)自德國(guó)Dr. Ehrenstorfer GmbH公司。
1.3.1 提取條件的優(yōu)化
在優(yōu)化提取條件中使用的空白基質(zhì)是芹菜植株(即芹菜莖和葉)。在芹菜提取過(guò)程中分別用振蕩器振蕩提取2、30、60 min,比較3種不同提取時(shí)間對(duì)芹菜中吡蟲啉、唑螨酯提取效果的影響。提取時(shí)間確定后,分別加入1.5 g無(wú)水乙酸鈉+6 g無(wú)水硫酸鎂和WondaPak QuEChERS提取鹽,比較不同緩沖鹽對(duì)吡蟲啉、唑螨酯提取效果的影響。
1.3.2 凈化條件的優(yōu)化
在優(yōu)化凈化條件中使用的空白基質(zhì)是芹菜根、莖、葉。芹菜根、莖、葉凈化過(guò)程中分別使用具有不同石墨化碳(PestiCarb,PC)含量的凈化管:Agela Cleanert MAS- Q凈化管(C1850 mg,PSA 50 mg,MgSO4150 mg)、Agela Cleanert MAS- Q凈化管(C1850 mg,PSA 50 mg,PC 8 mg,MgSO4150 mg)、Agela Cleanert MAS- Q凈化管(C1850 mg,PSA 50 mg,PC 50 mg, MgSO4150 mg)進(jìn)行凈化處理,比較PC含量對(duì)芹菜根、莖、葉中吡蟲啉、唑螨酯凈化效果的影響。
1.4.1 提取
芹菜根:稱取5 g(精確至0.01 g)樣品于50 mL塑料離心管中,加入20 mL乙腈,振蕩器振蕩提取30 min后,加入WondaPak QuEChERS提取鹽,2 810g離心5 min,待凈化。
芹菜莖、葉:稱取10 g(精確至0.01 g)樣品于50 mL塑料離心管中,加入20 mL乙腈,振蕩器振蕩提取30 min后,加入WondaPak QuEChERS提取鹽,2 810g離心5 min,待凈化。
1.4.2 凈化
芹菜根、莖:準(zhǔn)確量取1.5 mL待凈化上清液加入2 mL Agela Cleanert MAS- Q凈化管(C1850 mg,PSA 50 mg, PC 8 mg, MgSO4150 mg)中,渦旋振蕩1 min混勻,7 426g離心5 min,取上清液過(guò)0.22 μm有機(jī)濾膜,待上機(jī)測(cè)定。
芹菜葉:準(zhǔn)確量取1.5 mL待凈化上清液加入2 mL Agela Cleanert MAS- Q凈化管(C1850 mg,PSA 50 mg,PC 50 mg,MgSO4150 mg)中,渦旋振蕩1 min混勻,7 426g離心5 min,取上清液過(guò)0.22 μm有機(jī)濾膜,待上機(jī)測(cè)定。
1.5.1 液相色譜條件
色譜柱:Waters acquity UPLC?BEH C18(1.7 μm,2.1×100 mm);A相為0.1%甲酸水溶液(20%),B相為乙腈(80%);流速0.20 mL·min-1;柱溫40 ℃;進(jìn)樣體積1.0 μL。
1.5.2 質(zhì)譜條件
電離方式:正離子電離(ESI+),采用MRM多反應(yīng)監(jiān)測(cè);Interface電壓4.0 kV;霧化氣流速3.0 L·min-1;干燥氣流速10.0 L·min-1;加熱氣流速10.0 L·min-1;Interface溫度300 ℃;DL溫度250 ℃;Heat Block溫度400 ℃;吡蟲啉定量離子對(duì)(m/z)為256.05>175.1*,定性離子對(duì)(m/z)為256.05>209.05;唑螨酯定量離子對(duì)(m/z)為422.20>366.10*,定性離子對(duì)(m/z)為422.20>138.10。
分別稱取吡蟲啉、唑螨酯標(biāo)準(zhǔn)品用乙腈定容,得到質(zhì)量濃度為100 mg·L-1的吡蟲啉、唑螨酯標(biāo)準(zhǔn)母液。采用梯度稀釋法,用乙腈分別配制0.005、0.010、0.020、0.050、0.100、0.200、0.500 mg·L-1質(zhì)量濃度的吡蟲啉、唑螨酯標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。采用外標(biāo)法定量,在1.5節(jié)儀器測(cè)定條件下進(jìn)行測(cè)定,并用峰面積- 質(zhì)量濃度繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。
對(duì)振蕩提取時(shí)間進(jìn)行了優(yōu)化,分別考察了振蕩2、30、60 min的添加回收率。由圖1可知,振蕩2 min,吡蟲啉和唑螨酯回收率分別是53.85%、74.28%,其中吡蟲啉的回收率低于70%,這可能是由于振蕩時(shí)間不夠,導(dǎo)致目標(biāo)物吡蟲啉沒(méi)有提取出來(lái)。振蕩30 min,吡蟲啉和唑螨酯回收率分別是117.78%、94.03%。振蕩60 min,吡蟲啉和唑螨酯回收率分別是116.60%、110.88%。為保證加標(biāo)回收率、縮短提取時(shí)間,同時(shí)考慮到盡可能減弱基質(zhì)干擾,選取振蕩提取時(shí)間為30 min。
對(duì)比加入1.5 g無(wú)水乙酸鈉+6 g無(wú)水硫酸鎂和WondaPak QuEChERS提取鹽的回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(relative standard deviations,RSDs)。結(jié)果表明,加入1.5 g無(wú)水乙酸鈉、6 g無(wú)水硫酸鎂時(shí),吡蟲啉的回收率和RSDs分別是117.78%和16.48%,唑螨酯的回收率和RSDs分別是74.28%、11.49%;加入WondaPak QuEChERS提取鹽時(shí),吡蟲啉的回收率和RSDs分別是103.10%和3.74%,唑螨酯的回收率和RSDs分別是94.03%、4.75%,表明使用WondaPak QuEChERS提取鹽體系更加穩(wěn)定。因此,選取WondaPak QuEChERS提取鹽作為體系緩沖鹽。
圖1 提取時(shí)間對(duì)回收率的影響(n=3)Fig.1 Influence of extraction time on recovery (n=3)
比較PC含量對(duì)芹菜根、莖、葉中吡蟲啉及唑螨酯添加回收率的影響以及對(duì)芹菜根、莖、葉凈化效果的影響。結(jié)果(表1,圖2)發(fā)現(xiàn),Agela Cleanert MAS- Q凈化管中的PC含量分別為0、8 mg時(shí),吡蟲啉在芹菜根、莖中的添加回收率為78.25%~113.36%,唑螨酯在芹菜根、莖中的添加回收率為78.76%~94.12%,吡蟲啉及唑螨酯在芹菜根、莖中的添加回收率均能達(dá)到要求,且對(duì)芹菜根、莖的凈化效果較好;吡蟲啉在芹菜葉中的添加回收率分別為102.10%、112.08%,唑螨酯在芹菜葉中的添加回收率分別為96.15%、100.98%,吡蟲啉及唑螨酯在芹菜葉中的添加回收率均能達(dá)到要求但芹菜葉的凈化液顏色過(guò)深,0和8 mg PC不能有效去除色素等雜質(zhì)。PC含量為50 mg時(shí),吡蟲啉在芹菜根、莖、葉中的添加回收率分別是81.07%、74.97%、96.32%,唑螨酯在芹菜根、莖、葉中的添加回收率分別是23.58%、18.40%、87.86%,對(duì)芹菜根、莖、葉的凈化效果均較好,但唑螨酯在芹菜根、莖中的添加回收率低于70%,不能滿足農(nóng)藥殘留分析要求。綜合考慮回收率和凈化效果,芹菜葉選取含50 mg PC的2 mL Agela Cleanert MAS- Q凈化管(C1850 mg,PSA 50 mg,PC 50 mg,MgSO4150 mg)進(jìn)行凈化,芹菜根、莖選取含8 mg PC的2 mL Agela Cleanert MAS- Q凈化管(C1850 mg,PSA 50 mg,PC 8 mg,MgSO4150 mg)進(jìn)行凈化。
經(jīng)最小二乘法擬合得標(biāo)準(zhǔn)曲線如下:吡蟲啉線性方程為y=5562220.4355x+21841.3211,R2=0.999 0;唑螨酯線性方程為y=21183203.2014x+37039.7381,R2=0.999 7。表明吡蟲啉、唑螨酯在0.005~0.500 mg·L-1范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。標(biāo)準(zhǔn)溶液典型色譜圖見(jiàn)圖3。
表1PC含量對(duì)吡蟲啉及唑螨酯在芹菜根、莖、葉回收率的影響
Table1Effects of PC content on the recovery of imidacloprid and fenpyroximate in roots, stems and leaves of celery
樣品SamplesPC含量PCcontent/mg吡蟲啉Imidacloprid平均值A(chǔ)verage/%RSDs/%唑螨酯Fenpyroximate平均值A(chǔ)verage/%RSDs/%根Roots5081.071.4923.5811.05884.311.0494.127.27078.255.1179.927.37莖Stems5074.972.1918.4010.648101.807.0678.7610.010113.364.1182.009.17葉leaves5096.322.7887.862.738112.082.85100.989.110102.104.9596.151.15
A,芹菜葉;B,芹菜莖;C,芹菜根。A, leaves of celery; B, stems of celery; C, roots of celery.圖2 PC含量對(duì)芹菜根、莖、葉凈化效果的影響Fig.2 Effects of PC content on purification of roots, stems and leaves of celery
方法的靈敏度用檢出限(limit of detections,LODs,S/N=3)和定量限(Limit of quantitations LOQs,S/N=10)來(lái)表示。吡蟲啉、唑螨酯的LODs分別是0.120、0.015 μg·kg-1,吡蟲啉在芹菜根、莖、葉的LOQs分別是1.65、0.87、1.08 μg·kg-1,唑螨酯在芹菜根、莖、葉的LOQs分別是1.24、0.75、0.78 μg·kg-1。
在空白芹菜根、莖、葉樣品中分別添加吡蟲啉、唑螨酯標(biāo)準(zhǔn)溶液,使空白芹菜根、莖、葉樣品中吡蟲啉、唑螨酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.05、0.10和1.00 mg·kg-1,每個(gè)質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行5個(gè)重復(fù),按照1.4節(jié)樣品前處理方法進(jìn)行提取、凈化以及1.5節(jié)儀器測(cè)定條件進(jìn)行測(cè)定,進(jìn)行添加回收試驗(yàn)。結(jié)果表明,吡蟲啉在芹菜根、莖、葉中的平均添加回收率為77.15%~103.48%,RSDs為1.40%~9.97%(表2)。唑螨酯在芹菜根、莖、葉中的平均添加回收率為77.35%~100.42%,RSDs為2.01%~6.95%(表3)。吡蟲啉、唑螨酯在芹菜根、莖、葉中的添加回收率為77.15%~103.48%,RSDs為1.40%~9.97%,表明該方法具有較好的準(zhǔn)確度和精密度,符合歐盟標(biāo)準(zhǔn)EN 15662∶2008添加回收率在70%~110%,RSDs低于10%的要求[20]。
溫室條件下,10%吡蟲啉可濕性粉劑以300 g a.i.hm-2劑量,5%唑螨酯懸浮劑以375 g a.i.hm-2劑量噴施到芹菜植株上。施藥后7 d,采集芹菜樣品進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果(圖3)表明,吡蟲啉在芹菜根、莖、葉的殘留量分別是0.60、0.32和0.75 mg·kg-1,唑螨酯在芹菜根、莖、葉的殘留量分別是1.18、0.97和5.76 mg·kg-1。
A,吡蟲啉和唑螨酯標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.01 mg·L-1)色譜圖;B,吡蟲啉實(shí)測(cè)樣品色譜圖;C,唑螨酯實(shí)測(cè)樣品色譜圖。A, Chromatogram of imidacloprid and fenpyroximate in standard solution; B, Chromatogram of imidacloprid in samples; C, Chromatogram of fenpyroximate in samples.圖3 吡蟲啉和唑螨酯標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.01 mg·L-1)及實(shí)測(cè)樣品色譜圖Fig.3 Chromatogram of imidacloprid and fenpyroximate in standard solution (0.01 mg·L-1) and samples
表2吡蟲啉在芹菜根、莖、葉中的添加回收率
Table2Recovery and RSDs of imidacloprid in the roots, stems and leaves of celery
樣品Samples添加水平Spikinglevels/(mg·kg-1)回收率Recovery/%12345平均值A(chǔ)verageRSDs/%根Roots0.05101.59100.25104.44109.26101.86103.483.450.1097.4099.20103.6392.2195.0597.504.421.0088.2899.6092.6988.8590.8092.044.96莖Stems0.0593.8397.5391.1889.9696.2093.743.210.1090.3389.1292.8790.0390.4290.551.401.0087.5587.3588.0984.2482.0985.863.02葉Leaves0.0587.5488.3385.2383.2277.2384.315.260.1077.5381.9374.6575.8875.7877.153.711.0097.3496.6882.5479.6198.3990.919.97
表3唑螨酯在芹菜根、莖、葉中的添加回收率
Table3Recovery and RSDs of fenpyroximate in the roots, stems and leaves of celery
樣品Samples添加濃度Spikinglevels/(mg·kg-1)回收率Recovery/%12345平均值A(chǔ)verageRSDs/%根Roots0.0592.4494.6893.9393.6898.9794.742.640.1082.6187.1387.0685.9383.0785.162.561.0080.5572.9281.3776.3183.7078.975.46莖Stems0.0589.9191.1493.1592.7688.8691.172.010.1094.2287.4588.1387.5090.3489.533.211.0080.9586.0584.9184.3885.2284.302.34葉Leaves0.0595.7491.8793.57100.28105.1897.335.550.10108.5699.8289.69104.00100.05100.426.951.0076.7574.7374.3078.8282.1677.354.18
本試驗(yàn)通過(guò)乙腈振蕩提取,PC、PSA、C18等凈化材料凈化,建立了吡蟲啉和唑螨酯在芹菜根、莖、葉中的QuEChERS- LC- MS/MS分析檢測(cè)方法。凈化過(guò)程中,文獻(xiàn)多采用弗羅里硅土、氧化鋁等層析柱或氨基柱、C18等固相萃取小柱進(jìn)行凈化,但在上樣、淋洗及洗脫等過(guò)程中需要大量有機(jī)溶劑且操作較為繁瑣。本試驗(yàn)過(guò)程中使用商品化凈化材料(Agela Cleanert MAS- Q凈化管),因而無(wú)需上樣、淋洗、洗脫等過(guò)程,減少了有機(jī)溶劑的大量使用,且該操作方法簡(jiǎn)單、方便、快速。
吡蟲啉、唑螨酯在0.005~0.5 mg·L-1的范圍內(nèi)線性關(guān)系良好,樣品低、中、高三檔添加濃度的平均添加回收率為77.15%~103.48%,RSDs為1.40%~9.97%,方法的準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性都符合歐盟標(biāo)準(zhǔn)EN 15662∶2008[20],且凈化效果好,檢測(cè)濃度較低,適合其在芹菜樣品中的殘留量分析。
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