氣相色譜–質(zhì)譜法快速篩查農(nóng)藥乳油制劑中非法添加物

王婷，李建兵，趙維一，李磊，王光英，丁白瑜，王曉濱

（1.青島市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院，國家海洋精細化工及其生物制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，山東青島 266101；2.青島市城陽區(qū)市場監(jiān)督管理局，山東青島 266109； 3.山東省農(nóng)藥科學(xué)研究院，濟南 250100）

根據(jù)農(nóng)藥登記情況，我國目前使用較多的是化學(xué)農(nóng)藥。農(nóng)藥原藥不能直接使用，要加工成特定的劑型應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。在農(nóng)藥產(chǎn)品中乳油制劑約占25%，使用率很高［1］。從2005 年開始，我國成為世界第一農(nóng)藥生產(chǎn)國和出口國［2］，農(nóng)藥產(chǎn)品質(zhì)量持續(xù)受到人們的關(guān)注。2018 年農(nóng)業(yè)部關(guān)于農(nóng)藥產(chǎn)品抽查結(jié)果顯示，農(nóng)藥產(chǎn)品質(zhì)量不合格樣品551 個，其中非法添加其它成分的樣品222 個，占農(nóng)藥不合格產(chǎn)品的40%，對農(nóng)藥產(chǎn)品質(zhì)量安全產(chǎn)生重要影響。因此需要建立一種快速、準確、靈敏篩查農(nóng)藥乳油制劑中非法添加農(nóng)藥的方法。

目前，農(nóng)藥成分檢測方法有氣相色譜（GC）法［3］、液相色譜（LC）法［4］、氣相色譜–質(zhì)譜聯(lián)用（GC–MS）法［5～6］、液相色譜–質(zhì)譜聯(lián)用（LC–MS／MS）法［7］、液相色譜–飛行質(zhì)譜（LC–Q–TOF）法［8］。GC 和LC 法主要依據(jù)保留時間定性，但是具有相同保留時間的物質(zhì)不一定是同一化合物，尤其LC 法很難保持儀器條件完全相同，可能導(dǎo)致保留時間漂移，僅靠保留時間定性化合物容易出現(xiàn)誤判［9］。質(zhì)譜通過分子離子峰和碎片離子峰得知化合物有關(guān)分子結(jié)構(gòu)的信息，對化合物的定性更加準確。LC– MS／MS 法適用于極性和不穩(wěn)定性農(nóng)藥的測定。LC–Q–TOF 法設(shè)備昂貴，農(nóng)藥制劑中農(nóng)藥濃度高，易污染儀器，影響儀器的殘留檢測，檢測成本高。而GC–MS 法具有GC 法的高分離度和MS 法的定性優(yōu)勢，可以準確定性定量分析多種農(nóng)藥成分［10］。

筆者建立了農(nóng)藥乳油制劑產(chǎn)品中54 種常見殺蟲劑的GC–MS 快速篩查方法，并應(yīng)用于實際農(nóng)藥產(chǎn)品的驗證。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

氣相色譜–質(zhì)譜聯(lián)用儀：Agilent 5975B +6890N型，美國安捷倫科技有限公司；

電子天平：（1）ML204T／02 型，感量為0.1 mg，（2）MS205DU 型，感量為0.01 mg，瑞士梅特勒–托利多國際貿(mào)易（上海）有限公司；

甲苯、丙酮：均為色譜純，美國Anaqua Chemicals Supply 公司；

敵敵畏等53 種農(nóng)藥標準樣品：德國Dr. Ehrenstorfer 公司，各標準樣品的純度見表1；

表1 農(nóng)藥標準樣品純度

腈菌唑、嘧菌酯標準樣品：純度均為100%，美國Accustandard 公司。

1.2 儀器工作條件

1.2.1 氣相色譜

色譜柱：DB–17MS 毛細管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm，美國安捷倫科技有限公司）；進樣口溫度：290℃；載氣：He，流量為1.0 mL／min；進樣體積：1 μL；進樣方式：分流進樣，分流比為10∶1；程序升溫條件：40℃保持1 min，以30℃／min 升至140℃，保持1 min，再以5℃／min 升至250℃，保持5 min，最后以10℃／min 升至280℃，保持5 min。

1.2.2 質(zhì)譜

離子源溫度：230℃；四級桿溫度：150℃；接口溫度：280℃；電離方式：EI 源；掃描方式：全掃描（SCAN）和選擇離子監(jiān)測（SIM）。

1.3 標準溶液的配制

1.3.1 農(nóng)藥單成分標準儲備液

準確稱取10 mg（精確至0.01 mg）各農(nóng)藥標準樣品于10 mL 容量瓶中，用甲苯配制成1.0 mg／mL的標準儲備液。

1.3.2 混合農(nóng)藥標準溶液

準確移取不同體積的各農(nóng)藥單成分標準儲備液于10 mL 容量瓶中，用丙酮稀釋成各組分質(zhì)量濃度均為10 mg／L 的混合農(nóng)藥標準溶液。

1.4 樣品前處理

稱取0.1 g 樣品于10 mL 容量瓶中，加入5 mL丙酮，溶解，再用丙酮定容至標線，混勻，過濾，待測。

2 結(jié)果與討論

2.1 農(nóng)藥品種的選擇

根據(jù)農(nóng)業(yè)部發(fā)布的近幾年關(guān)于農(nóng)藥監(jiān)督抽查的結(jié)果，非法添加的農(nóng)藥主要包括禁限用農(nóng)藥如水胺硫磷、氟蟲腈、克百威、硫丹等；高活性過專利保護期農(nóng)藥如螺螨酯、氯蟲苯甲酰胺、蟲螨腈等；速效性或活性較好的農(nóng)藥如菊酯類、阿維菌素、甲氨基苯甲酸鹽，毒死蜱等［11］。

甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽、氯蟲苯甲酰胺等農(nóng)藥一般采用高效液相色譜法分析，不適合用氣相色譜分離，這類農(nóng)藥暫未列入考察范圍。在前期預(yù)實驗過程中，發(fā)現(xiàn)螺螨酯和百菌清在空白乳油樣品基質(zhì)中的回收率很低。根據(jù)中國農(nóng)藥信息網(wǎng)，螺螨酯和百菌清沒有乳油制劑產(chǎn)品的登記記錄，這可能是由于螺螨酯和百菌清在乳油制劑中溶解性不好，不適合做乳油制劑，也未列入考察范圍。結(jié)合近幾年農(nóng)業(yè)部、前工商系統(tǒng)、質(zhì)檢系統(tǒng)各級監(jiān)督抽查結(jié)果和檢測機構(gòu)檢驗結(jié)果，選取54 種常見的農(nóng)藥作為研究對象。

2.2 提取溶劑的選擇

乳油是原藥溶解在有機溶劑中，如甲醇、乙腈、丙酮、苯系物等，并加入一定量的專用乳化劑而制成的［12］，丙酮與常見乳油溶劑具有良好的混溶性，因此選取丙酮作為溶劑提取樣品中的農(nóng)藥成分。

2.3 基質(zhì)效應(yīng)

基質(zhì)效應(yīng)反映了樣品中其它成分對待測物測定的影響，是農(nóng)藥分析時需要考慮的一個重要問題，通常用基質(zhì)效應(yīng)因子（MF）來表示［13–14］。GC–MS 法的基質(zhì)效應(yīng)一般以增強為主，這可能是由于基質(zhì)的保護作用，與純?nèi)軇┫啾?，空白基質(zhì)溶液可以使待測物更加完全地轉(zhuǎn)移至色譜柱中，從而響應(yīng)增大［15］。

分別用空白基質(zhì)溶液和純?nèi)軇┡渲?.1～4.0 mg／L 的混合標準工作溶液，分別測定并建立標準工作曲線，通過比較兩條標準工作曲線的斜率分析基質(zhì)效應(yīng)（MF）的強弱：

MF=［(基質(zhì)曲線斜率／溶劑曲線斜率) –1］×100%

結(jié)果表明，11%的農(nóng)藥出現(xiàn)了強基質(zhì)效應(yīng)（MF>50%），因此需要用不含待測物農(nóng)藥的空白基質(zhì)溶液配制標準溶液，在一定程度上可減弱基質(zhì)效應(yīng)對目標化合物測定的影響。

2.4 GC–MS 分析條件

采用氣相色譜法檢測農(nóng)藥主要用非極性、弱極性到中等極性的色譜柱，其中HP–1 型、HP–5 型非極性或弱極性色譜柱主要用于分離有機氯、菊酯類農(nóng)藥，在分離有機磷農(nóng)藥時會出現(xiàn)拖尾；有機磷類極性農(nóng)藥更多使用中等極性的DB–17 型、DB–1701型色譜柱。本研究項目涉及的農(nóng)藥種類多，包含有機磷、有機氯、菊酯類等不同類型農(nóng)藥，農(nóng)藥極性和沸點差異較大，因此選用DB–17MS 柱分離待測物，在分離過程中個別農(nóng)藥沒有實現(xiàn)基線分離，如丙環(huán)唑和炔螨特，但是由于它們之間沒有共同的特征離子，不影響檢測。

色譜有冷柱頭進樣、填充柱進樣、分流／不分流進樣方式，實驗室只有分流／不分流進樣口，故選擇分流／不分流進樣方式。不分流進樣主要用于痕量農(nóng)藥殘留的測定，本項目的檢測對象是農(nóng)藥制劑中含量高于0.1%的非法添加農(nóng)藥成分；另外不分流進樣時，高濃度待測成分可能污染進樣口、質(zhì)譜離子源甚至四極桿檢測器。因此選擇分流進樣，一方面可以避免污染色譜和質(zhì)譜儀，另一方面分流進樣方法的定量限遠低于0.1%（1 000 mg／kg），此外分流進樣色譜峰形也更好。

本研究項目涉及的農(nóng)藥種類比較多，沸點范圍大，譬如苯醚甲環(huán)唑（480℃）、烯酰嗎啉（372℃）、嘧菌酯（581℃）、唑蟲酰胺（540℃）等農(nóng)藥的沸點很高，為提高待測農(nóng)藥在進樣口的氣化效率，選擇較高的進樣口溫度（290℃）。若采用溫度較低的恒溫程序，則沸點較高的農(nóng)藥不易出峰，甚至殘留在色譜柱中，出現(xiàn)假陰性或者不能檢出；若采用溫度較高的恒溫程序，則沸點較低的農(nóng)藥分離度較低，會出現(xiàn)色譜峰重疊，分析靈敏度降低。為提高待測農(nóng)藥的分離度，選擇程序升溫，以使盡可能多的農(nóng)藥組分基線分離［6］。

2.5 線性關(guān)系和檢出限。

用空白基質(zhì)溶液配制0.1～4.0 mg／L 的系列標準工作溶液，按1.2 儀器工作條件進行分析，混合農(nóng)藥總離子流色譜圖如圖1 所示。由圖1 可知，各農(nóng)藥色譜峰可有效分離。

圖1 54 種農(nóng)藥總離子流色譜圖

以各農(nóng)藥的質(zhì)量濃度為自變量、對應(yīng)色譜峰的峰面積為縱坐標進行線性回歸，計算線性方程和相關(guān)系數(shù)。

以定量離子的3 倍和10 倍信噪比分別計算各農(nóng)藥測定方法的檢出限（LOD）和定量限（LOQ）。

54 種農(nóng)藥的線性方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限和定量限列于表2。

表2 54 種農(nóng)藥的線性方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限與定量限

由表2 可知，54 種農(nóng)藥的線性相關(guān)系數(shù)（r2）均大于0.990，表明在0.1～4.0 mg／L 質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，標準工作曲線線性良好。54 種農(nóng)藥的檢出限為0.05～4.99 mg／kg，定量限為0.15～16.63 mg／kg。

2.6 加標回收試驗

對乳油空白樣品進行加標回收試驗，選擇10.0 mg／kg 和20.0 mg／kg 兩個加標水平，每個水平重復(fù)測定6 次，測定結(jié)果列于表3。由表3 可知，54 種農(nóng)藥的加標回收率為83.7%～129.3%，測定結(jié)果的相對標準偏差為0.8%～16.5%，本法精密度、準確度滿足分析要求。

表3 54 種農(nóng)藥的加標回收試驗結(jié)果 %

續(xù)表3

3 結(jié)語

建立了農(nóng)藥乳油制劑中54 種常見農(nóng)藥的氣相色譜–質(zhì)譜篩查方法，該法操作簡單，準確度高，精密度好，可以滿足殺蟲劑中非法添加成分的快速篩查和定量的要求，同時可以參考應(yīng)用于其它農(nóng)藥制劑或農(nóng)藥類型中非法添加成分的檢測。