液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法同時測定8種花草茶中77種農(nóng)藥殘留

藍(lán)夢哲, 林 緒, 劉雅瓊, 王海鳴, 曹小彥

(廣州廣電計量檢測股份有限公司, 廣東 廣州 510000)

所謂花草茶,是以花卉植物的花蕾、花瓣為材料,經(jīng)過采收、干燥、加工后制作而成的保健飲品。沖泡花草茶已成為一種流行趨勢,在現(xiàn)代都市里特別受到女性消費群體的青睞。人們越來越關(guān)注花草茶的搭配方法和保健功效,同時花草茶的農(nóng)藥殘留問題也日益受到人們的關(guān)注。

國內(nèi)關(guān)于花草茶的檢測方法主要參照NY/T 761-2008標(biāo)準(zhǔn),該方法適用于蔬菜水果農(nóng)藥殘留的測定[1]。對于花草茶而言,其前處理方式缺乏針對性,無法有效消除基質(zhì)干擾。農(nóng)藥殘留的分析方法主要有氣相色譜法(GC)[2-7]、高效液相色譜法(HPLC)[8]、氣相色譜-質(zhì)譜法(GC-MS)[9]和液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(LC-MS/MS)[10-18]等。主要的前處理方法有液液分配萃取結(jié)合填充柱凈化、固相萃取(SPE)和QuEChER凈化等。液液分配萃取法需要消耗大量溶劑;填充柱凈化耗時耗力,步驟繁瑣,不適于大批量樣品的分析;SPE凈化過程復(fù)雜且價格偏高。

QuEChERS是由美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究服務(wù)中心開發(fā)的一種快速簡便、價格低廉、環(huán)境友好的預(yù)處理方法,是實驗室大規(guī)模樣品處理的理想方法,有較高的實際應(yīng)用價值?；ú莶韬械某煞州^多,如多糖類、脂質(zhì)、生物堿和多酚類化合物等[19-23],對多組分農(nóng)藥殘留的測定干擾較大,樣品的萃取凈化和農(nóng)殘目標(biāo)物的富集是實現(xiàn)準(zhǔn)確分析的前提。目前以QuEChERS為樣品前處理方法,HPLC-MS/MS為檢測方法進(jìn)行多種類花草茶和多種類農(nóng)藥多殘留測定的文獻(xiàn)報道較少。

本文建立了液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜檢測花草茶中77種農(nóng)藥殘留的方法,該法能夠快速、準(zhǔn)確地同時分離測定花草茶中77種農(nóng)藥,并已用于實際樣品檢測。

1 實驗部分

1.1 儀器、試劑與材料

Nexera X2液相色譜儀(日本島津公司); Triple Quad 4500串聯(lián)質(zhì)譜儀(配電噴霧離子源)、Analyst Software儀器控制及數(shù)據(jù)處理軟件(美國AB Sciex公司)。

77種農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品(純度≥99%)均購于德國Dr. Ehrenstorfer公司;甲醇和乙腈(色譜純)、乙酸(優(yōu)級純)、乙酸銨、N-丙基乙二胺(PSA)、十八烷基硅烷鍵合硅膠(C18)、石墨化炭黑(GCB)和無水硫酸鎂(分析純)均購于德國CNW公司。無水硫酸鎂用前于650 ℃灼燒4 h。

花草茶:玫瑰花、茉莉花、桂花、木棉花、洛神花、雞蛋花、金銀花、菊花等均為干制花草茶,粉碎研磨,過20目篩,備用。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

準(zhǔn)確稱取各農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品10 mg(精確至0.1 mg),置于10 mL容量瓶中,以乙腈定容,配制成1 000 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)儲備液;用乙腈稀釋標(biāo)準(zhǔn)儲備液,配制成10 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)中間液,于-18 ℃儲存;用乙腈將標(biāo)準(zhǔn)中間液配制成各濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)工作液,于4 ℃儲存。

1.3 樣品前處理

準(zhǔn)確稱取花草茶樣品約2 g,置于50 mL聚乙烯離心管中,用5 mL超純水浸泡30 min,加入20 mL 1%(v/v)乙酸乙腈、1 g乙酸銨、4 g無水硫酸鎂(若5 mL超純水不足以浸泡2 g花草茶樣品,則每加入5 mL超純水就加入4 g無水硫酸鎂)和2 g氯化鈉,渦旋提取,以4 000 r/min離心5 min。取10 mL提取液,加入0.5 g C18、0.5 g PSA、0.05 g GCB和100 μL甲苯,渦旋振蕩,以6 000 r/min離心5 min,取1 mL上清液過0.22 μm微孔濾膜,待測進(jìn)樣分析。

1.4 HPLC-MS/MS條件

色譜柱:Venusil MP C18色譜柱(100 mm×2.1 mm, 3 μm);柱溫:40 ℃;進(jìn)樣量:10 μL;流速:0.3 mL/min;流動相:(A)0.1%(v/v)甲酸水溶液和(B)乙腈。梯度洗脫條件:0～5.00 min, 10%B～90%B; 5.00～8.00 min, 90%B; 8.00～8.01 min, 90%B～10%B; 8.01～11.00 min, 10%B。

離子源:電噴霧電離(ESI)源;掃描方式:正離子、負(fù)離子交替掃描;檢測方式:MRM模式;氣簾氣流速:30 L/min;霧化氣流速(GS1): 50 L/min;輔助加熱氣流速(GS2): 50 L/min;碰撞氣(CAD):中等強度(medium);輔助加熱氣溫度:500 ℃;噴霧電壓:5 000 V(ESI+)/-4 500 V(ESI-)。77種農(nóng)藥的定性離子對、定量離子對、碰撞能量、去簇電壓、碰撞室入口電壓和碰撞室出口電壓見表1。

2 結(jié)果與討論

2.1 質(zhì)譜條件的優(yōu)化

質(zhì)譜條件的優(yōu)化主要包括選擇各化合物的母離子、子離子、去簇電壓、碰撞能量等。取20 μg/L的農(nóng)藥混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,用針泵進(jìn)樣的方式,首先進(jìn)行母離子掃描(Q1 scan),獲取待測物的母離子,然后通過子離子掃描獲取其碎片離子,最后在MRM模式下優(yōu)化各質(zhì)譜參數(shù),優(yōu)化結(jié)果見表1。加標(biāo)玫瑰花花草茶中化學(xué)成分較復(fù)雜,直接用有機溶劑提取會產(chǎn)生嚴(yán)重的基質(zhì)效應(yīng),不利于檢測。干制過的花草茶,其含水量小于10%,不利于目標(biāo)化合物的提取。因此,在加入有機溶劑前,需要加入適量的水浸泡,以改善提取效果。此外,研究表明,乙酸銨的加入能夠防止對酸堿性敏感的有機磷酸酯類和氨基甲酸酯類農(nóng)藥的降解[24-26]。因此,實驗比較了采用不同提取劑(乙腈、1%(v/v)乙酸乙腈、乙腈+1 g乙酸銨,1%(v/v)乙酸乙腈+1 g乙酸銨)提取時加標(biāo)玫瑰花樣品(40 μg/kg)中77種農(nóng)藥的加標(biāo)回收率(見圖2)。由圖2可知,1%(v/v)乙酸乙腈+1 g乙酸銨作為提取劑時,玫瑰花中77種農(nóng)藥的加標(biāo)回收率在70%～120%的農(nóng)藥有59種,基本滿足要求,因此以此選為所用。

表 1 77種農(nóng)藥的保留時間和質(zhì)譜參數(shù)

表 1 (續(xù))

* Quantitative ion.

圖 1 加標(biāo)玫瑰花樣品(40 μg/kg)中77種農(nóng)藥的 總離子流色譜圖Fig. 1 Total ion chromatogram of the 77 pesticides in a spiked rose sample (40 μg/kg)

樣品(40 μg/kg)中77種農(nóng)藥的總離子流色譜圖見圖1。

2.2 QuEChERS方法的優(yōu)化

2.2.1提取劑的選擇

圖 2 采用不同提取溶劑時玫瑰花中77種農(nóng)藥的回收率分布Fig. 2 Recovery distribution of the 77 pesticides in rose by different extraction solvent

2.2.2吸附劑和吸附劑用量的選擇

QuEChERS方法是通過基質(zhì)分散固相萃取(MSPD)實現(xiàn)樣品的凈化。PSA填料可有效去除脂肪酸和有機酸，主要檢測的化合物以氨基甲酸酯類農(nóng)藥為主[27-29];C18對非極性組分具有吸附作用,且能有效去除低極性雜質(zhì)和高級脂肪酸酯類等大分子基質(zhì)干擾物;C18和PSA混合使用能有效去除強極性至弱極性的基質(zhì)干擾物[30]。GCB由于其特殊的六邊形表面結(jié)構(gòu),使其對含苯環(huán)的有機物吸附能力較強,能有效分離化合物并去除大多數(shù)色素[31]?；ú莶韬兄舅?、糖分、黃酮類、色素、類酯體和極性物質(zhì)等多種復(fù)雜化合物質(zhì)[32],采用單一吸附劑的凈化效果不明顯,因此本實驗同時使用3種不同含量的PSA、C18和GCB吸附劑凈化樣品。

當(dāng)玫瑰花中農(nóng)藥加標(biāo)量為40 μg/kg時,分別比較單獨使用不同用量的GCB(0.05、0.1和0.5 g)、PSA(0.1、0.5和1.0 g)和C18 (0.1、0.5和1.0 g)對目標(biāo)化合物回收率的影響(見圖3)。當(dāng)GCB、PSA、C18的添加量分別為0.05 g、0.5 g、0.5 g時,回收率在70%～120%之間的農(nóng)藥最多,為70種,約占90%。

圖 3 采用不同吸附劑時玫瑰花中77種農(nóng)藥的回收率分布Fig. 3 Recovery distribution of the 77 pesticides in rose by different contents of adsorbents GCB: graphitized carbon black; PSA: primary secondary amine.

圖 4 加標(biāo)玫瑰花樣品(40 μg/kg)MSPD前后 77種農(nóng)藥的回收率分布Fig. 4 Recovery distribution of the 77 pesticides in spiked rose samples (40 μg/kg) before and after MSPD MSPD: matrix solid-phase dispersion.

實驗比較了同時采用0.05 g GCB、0.5 g PSA和0.5 g C18萃取前后,玫瑰花中77種農(nóng)藥的回收率。由圖4可知,分散萃取凈化前,回收率在70%～120%之間的農(nóng)藥僅有59種;凈化萃取后,回收率在70%～120%之間的農(nóng)藥有70種。因此,同時采用0.05 g GCB、0.5 g PSA和0.5 g C18對花草茶樣品進(jìn)行凈化萃取。

3種吸附劑可以導(dǎo)致萃取過程中具有平面結(jié)構(gòu)的農(nóng)藥被吸附,有文獻(xiàn)[33]表明添加100 μL甲苯可以提高萃取效率。為了研究甲苯對于具有平面結(jié)構(gòu)的農(nóng)藥的提取效率的影響,比較了添加和不添加甲苯時時加標(biāo)玫瑰花樣品(40 μg/kg)的萃取效果。結(jié)果表明,萃取液中加入100 μL甲苯后,有10種平面結(jié)構(gòu)的農(nóng)藥化合物,如多菌靈、特丁硫磷等,回收率均有所提高。

2.3 基質(zhì)效應(yīng)

基質(zhì)效應(yīng)是指樣品中除了待測目標(biāo)物外樣品基質(zhì)中的一些共同提取物對測定待測物含量準(zhǔn)確度的影響?；|(zhì)效應(yīng)主要源自色譜分離過程中與被測物共流出的物質(zhì)對被測物離子化過程的影響?；|(zhì)效應(yīng)是在農(nóng)藥殘留檢測時,分析復(fù)雜樣品基質(zhì)需要考慮的重要問題之一。和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法不同,液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法的基質(zhì)效應(yīng)以抑制效應(yīng)為主。因此,為降低離子抑制效應(yīng)對定量測定的影響,需要用花草茶空白樣品提取液配制系列基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)工作液,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量。

2.4 線性范圍、定量限、回收率和精密度

按1.3節(jié)方法對空白玫瑰花樣品進(jìn)行前處理,配制系列不同質(zhì)量濃度(1、5、10、20、50、100和200 μg/L)的基質(zhì)混合標(biāo)準(zhǔn)工作液,在1.4節(jié)條件下對77種農(nóng)藥進(jìn)行分析測定。以農(nóng)藥的色譜峰面積對各目標(biāo)化合物的質(zhì)量濃度進(jìn)行線性回歸。結(jié)果表明,77種農(nóng)藥在0.5～100 μg/L范圍內(nèi)線性關(guān)系良好,相關(guān)系數(shù)均大于0.995。以3倍信噪比(S/N=3)對應(yīng)的含量作為方法的檢出限(LOD),為1.0～10.0 μg/kg。

按1.3節(jié)描述對空白玫瑰花樣品進(jìn)行前處理,并分別加入低、中、高(10、40、80 μg/kg)3個水平的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行加標(biāo)回收率實驗(n=3)。結(jié)果表明,玫瑰花樣品中77種農(nóng)藥的平均加標(biāo)回收率為70.3%～110.0%，RSD為2.6%～9.8%(見表2)。

表 2 玫瑰花中77種農(nóng)藥的加標(biāo)回收率、相對標(biāo)準(zhǔn)偏差和檢出限(n=3)

表 2 (續(xù))

2.5 實際樣品分析

隨機購買市售玫瑰花、茉莉花、桂花、菊花、洛神花、木棉花、雞蛋花、金銀花8種花草茶,共30份樣品,應(yīng)用所建立的分析方法進(jìn)行農(nóng)藥殘留含量測定。結(jié)果表明,氧樂果檢出4份,含量為10.4～22.9 μg/kg;倍硫磷檢出2份,含量分別為8.2 μg/kg和4.9 μg/kg;多菌靈檢出4份,含量分別為3.9～19.7 μg/kg。同時對上述8種花草茶樣品進(jìn)行40 μg/kg水平的加標(biāo)回收試驗,77種農(nóng)藥的回收率為70.3%～110.0%,精密度為1.9%～9.4%(n=6)。

3 結(jié)論

本文建立了QuEChERS-HPLC-MS/MS測定花草茶中77種農(nóng)藥殘留的方法,該法簡便快速,使用溶劑少,靈敏可靠,有較強的針對性和適應(yīng)性。該法提高了實驗室的檢測速率和檢測通量,為花草茶中多種藥物殘留的例行檢測、風(fēng)險評估等提供了高效可靠的分析手段。