全自動凝膠滲透色譜法凈化-氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定茄果類蔬菜中7種有機(jī)磷類殺蟲劑殘留量

(廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,南寧 530000)

茄果類蔬菜具有易種植、產(chǎn)量高、生長供應(yīng)季節(jié)長、經(jīng)濟(jì)利用范圍廣等特點,且富含蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、維生素等多種營養(yǎng)成分,在我國南北各省份均有種植。由于茄果類蔬菜喜溫暖,故其生長環(huán)境有利于病蟲害的滋生,且其果實裸露在環(huán)境中,極易受到病蟲害的影響而導(dǎo)致品質(zhì)和產(chǎn)量的下降。茄果類蔬菜病蟲害主要有炭疽病、瘡痂病、青枯病等,種植過程中常施用抑菌靈、毒死蜱、氟菌唑等農(nóng)藥用于病蟲害的預(yù)防和治療[1-6],如抑菌靈、噻菌靈、敵菌靈常用于防治炭疽病,百菌清常用于防治瘡痂病等[7-8]。人們誤食用被農(nóng)藥污染的茄果類蔬菜時,會對人體產(chǎn)生不良的影響,嚴(yán)重時可能導(dǎo)致死亡。因此,加強(qiáng)對茄果類蔬菜中常用農(nóng)藥的檢測具有重要的意義[9-11]。

凝膠滲透色譜法(GPC)是利用凝膠孔的空間尺寸效應(yīng),使不同尺寸的物質(zhì)按照一定的洗脫順序洗脫出來,從而達(dá)到分離的目的,是近些年發(fā)展起來的用于農(nóng)藥、獸藥等殘留檢測的前處理方法[12-14]。茄果類蔬菜含有大量的維生素、蛋白質(zhì)、天然色素等營養(yǎng)成分,基質(zhì)較為復(fù)雜,GPC 相比其他方法如固相萃取法等,具有凈化效果更好、檢測準(zhǔn)確度更高等特點。本工作建立了GPC-氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(GC-MS/MS)測定茄果類蔬菜中抑菌靈、毒死蜱、氟菌唑、百菌清、噻菌靈、敵菌靈和戊菌唑等7種常用殺蟲劑殘留量的方法,試驗結(jié)果令人滿意[15-18]。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

島津GC-2010型氣相色譜-TQ 8040三重四極桿質(zhì)譜儀;GPC Cleanup 600 型凝膠凈化系統(tǒng);DSY-VI型氮吹儀。

環(huán)氧七氯、抑菌靈、毒死蜱、氟菌唑、百菌清、噻菌靈、敵菌靈和戊菌唑標(biāo)準(zhǔn)溶液:100 mg·L－1。

內(nèi)標(biāo)溶液:取適量100 mg·L－1的環(huán)氧七氯標(biāo)準(zhǔn)溶液,用正己烷作為溶劑,將其稀釋配制成10 mg·L－1的內(nèi)標(biāo)溶液,備用。

混合標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液:分別取一定量的100 mg·L－1的抑菌靈、毒死蜱、氟菌唑、百菌清、噻菌靈、敵菌靈和戊菌唑標(biāo)準(zhǔn)溶液,以正己烷為溶劑,稀釋配制成質(zhì)量濃度均為10 mg·L－1的混合標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液。

乙腈、丙酮、正己烷為色譜純;氯化鈉為分析純。

1.2 儀器工作條件

1.2.1 GPC條件

洗脫劑為體積比1∶4 的丙酮-環(huán)己烷混合溶液;流量5 mL·min－1;洗脫時間8 min;收集時間6 min。

1.2.2 GC-MS/MS條件

1)GC 條件 HP-5MS 色譜柱(30 m×0.25 mm,0.25μm);載氣為氦氣,純度為99.999%;流量1.6 mL·min－1;進(jìn)樣口溫度250℃;進(jìn)樣方式為脈沖不分流進(jìn)樣;進(jìn)樣量1μL。柱升溫程序:初始溫度為60 ℃,以25 ℃·min－1速率升溫至180 ℃,保持2 min;再以15 ℃·min－1速率升溫至320 ℃,保持10 min。

2)MS/MS條件 電子轟擊(EI)離子源;電離能量70 e V;傳輸線溫度280℃,離子源溫度240 ℃;碰撞氣為高純氬氣,純度為99.999%;掃描方式為多反應(yīng)監(jiān)測(MRM)模式;溶劑延遲時間2.8 min。其余質(zhì)譜參數(shù)見表1。

表1 7種農(nóng)藥的質(zhì)譜參數(shù)Tab.1 MS parameters of 7 pesticides

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品的預(yù)處理

采摘新鮮的茄果類蔬菜樣品,切碎,用樣品粉碎機(jī)均質(zhì)勻漿后裝入潔凈的樣品袋中,密封并將試樣于－18 ℃冷柜中保存?zhèn)溆谩７Q取20 g上述已預(yù)處理的茄果類蔬菜樣品于100 mL 具塞量筒中,加入10 g氯化鈉后,再加入40 mL 乙腈,強(qiáng)力振搖后靜置30 min,使有機(jī)相與水相充分分離[19]。取上清液20 mL用氮?dú)獯抵两伞＜尤? mL正己烷溶解殘渣,經(jīng)0.45μm 濾膜過濾后,待凝膠滲透色譜凈化。

1.3.2 樣品的濃縮和測定

取上述濾液,按GPC 條件進(jìn)行凈化濃縮,將洗脫液氮吹至近干后,加入10 mg·L－1的環(huán)氧七氯內(nèi)標(biāo)溶液100μL,以正己烷定容至2 mL,搖勻,按GC-MS/MS條件進(jìn)行測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 凈化方法的選擇

茄果類蔬菜含豐富的維生素、果膠等物質(zhì),及類胡蘿卜素、多酚(如類黃酮)等多種植物化學(xué)物質(zhì)。茄果類蔬菜基質(zhì)較為復(fù)雜,一般的固相萃取凈化方式很難將這些物質(zhì)去除干凈。GPC 可按照復(fù)雜樣品中所含物質(zhì)分子體積的大小進(jìn)行分段收集,有效去除樣品中的大分子基質(zhì)及小分子干擾物質(zhì),提高分析的靈敏度與檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度。

試驗選擇丙酮和環(huán)己烷的混合溶劑作為洗脫劑,考察兩種溶劑的體積比不同時對7種農(nóng)藥回收率的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn):以體積比為1∶4的丙酮-環(huán)己烷混合溶液為洗脫劑時,7種農(nóng)藥的回收效果最佳。同樣,根據(jù)7種農(nóng)藥分子體積的大小及色譜圖的變化來調(diào)整洗脫時間和收集時間。最終確定GPC條件見1.2.1節(jié)。

2.2 基質(zhì)效應(yīng)的影響

基質(zhì)效應(yīng)是指被測物中其他共存成分對目標(biāo)物測試結(jié)果的影響,在農(nóng)藥殘留檢測中基質(zhì)效應(yīng)廣泛存在。一般來說,基質(zhì)不同,對檢測信號的響應(yīng)呈現(xiàn)不同的效應(yīng)。氣相色譜、氣相色譜-質(zhì)譜系統(tǒng)中一般呈現(xiàn)信號增強(qiáng)效應(yīng);而液相色譜、液相色譜-質(zhì)譜系統(tǒng)則較多的呈現(xiàn)信號減弱效應(yīng)。為保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度,檢測過程中需對基質(zhì)效應(yīng)進(jìn)行基質(zhì)補(bǔ)償或消除。目前常用的基質(zhì)補(bǔ)償或消除的方法有同位素標(biāo)記法、基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)曲線法和加保護(hù)劑法。

試驗結(jié)合同位素標(biāo)記法和基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)曲線法,采用內(nèi)標(biāo)法(以環(huán)氧七氯為內(nèi)標(biāo)物)來消除色譜系統(tǒng)進(jìn)樣帶來的誤差及前處理導(dǎo)致的損失;同時為了模擬茄果類蔬菜樣品的真正環(huán)境,用空白樣品溶液配制系列濃度的基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液用以繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,來補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)溶液中農(nóng)藥的吸附或降解造成的損失。未采用和采用基質(zhì)補(bǔ)償?shù)臉?biāo)準(zhǔn)色譜圖分別見圖1(a)和圖1(b)。

由圖1可見:未采用基質(zhì)補(bǔ)償?shù)臉?biāo)準(zhǔn)色譜圖中,色譜峰響應(yīng)值較采用基質(zhì)補(bǔ)償?shù)纳V峰響應(yīng)值低,且峰形較差。

圖1 基質(zhì)補(bǔ)償前后的標(biāo)準(zhǔn)色譜圖Fig.1 Chromatograms of standards before and after matrix compensation

表2為采用標(biāo)準(zhǔn)曲線-外標(biāo)法與基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)曲線-內(nèi)標(biāo)法所得的回收率對比情況。

由表2可以看出:采用基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)曲線-內(nèi)標(biāo)法時,7種農(nóng)藥的回收率均取得滿意的結(jié)果。

表2 標(biāo)準(zhǔn)曲線-外標(biāo)法與基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)曲線-內(nèi)標(biāo)法的回收率對比Tab.2 Comparison of recovery obtained by standard curveexternal standard method and matrix matching standard curve-internal standard method%

2.3 質(zhì)譜條件的優(yōu)化

首先對GC-MS/MS系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)檢漏和自動調(diào)諧,確保儀器的靈敏度和分辨率滿足測試要求。選擇全掃描模式對0.1 mg·L－1的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行定性測試。對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行譜圖檢索,得到抑菌靈、毒死蜱、氟菌唑、百菌清、噻菌靈、敵菌靈和戊菌唑的前體離子和保留時間。選擇產(chǎn)物離子掃描模式,通過分組掃描及調(diào)節(jié)每組結(jié)束時間,確保每組掃描通道分配合理。選擇豐度比最高的1對離子對作為定量離子對,另外選擇2對離子對作為定性離子對。為使質(zhì)譜條件中靈敏度和分辨率達(dá)到最佳狀態(tài),自動輸入碰撞能量區(qū)間,選擇MRM 最優(yōu)程序,自動篩選數(shù)據(jù)并生成碰撞能量優(yōu)化曲線,最終確定最佳碰撞能量和離子豐度比,并將此參數(shù)作為MRM 樣品掃描參數(shù)。7 種農(nóng)藥的典型色譜圖見圖1(b),質(zhì)譜參數(shù)見表1。

2.4 工作曲線和檢出限

取空白茄果類蔬菜樣品,按試驗方法進(jìn)行處理后得到基質(zhì)匹配溶液,然后移取適量10 mg·L－1的混合標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液,加入10 mg·L－1的環(huán)氧七氯內(nèi)標(biāo)溶液100μL,用正己烷稀釋配制成0.05,0.1,0.5,1.0,2.0,5.0 mg·L－1的基質(zhì)匹配混合標(biāo)準(zhǔn)溶液系列,待儀器系統(tǒng)穩(wěn)定后,按儀器工作條件進(jìn)樣分析,記錄響應(yīng)的色譜-質(zhì)譜圖。以各農(nóng)藥的定量離子峰面積和內(nèi)標(biāo)物定量離子峰面積的比值為縱坐標(biāo),相應(yīng)的各農(nóng)藥的質(zhì)量濃度和內(nèi)標(biāo)物定量離子質(zhì)量濃度的比值為橫坐標(biāo)繪制工作曲線。結(jié)果顯示:7種農(nóng)藥工作曲線的線性范圍均為0.05～5.0 mg·L－1,所得線性回歸方程和相關(guān)系數(shù)見表3。

以各農(nóng)藥的定量離子對的3倍信噪比(S/N)計算各農(nóng)藥的檢出限(3S/N),所得檢出限結(jié)果見表3。

表3 7種農(nóng)藥的線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)和檢出限Tab.3 Linear regression equations,correlation coefficients and detection limits

由表3 可知:7 種農(nóng)藥的檢出限為0.002 2～0.004 5 mg·kg－1。

2.5 精密度和回收試驗

按試驗方法對茄果類蔬菜樣品(西紅柿)進(jìn)行分析,結(jié)果表明,在西紅柿樣品中7種農(nóng)藥均未檢出。

稱取20 g已預(yù)處理的茄果類蔬菜樣品(茄子)于100 mL 具塞量筒中,加入一定量的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,按試驗方法處理樣品,分別在0.03 mg·kg－1(低)、0.30 mg·kg－1(中)和3.00 mg·kg－1(高)等3個濃度水平下進(jìn)行加標(biāo)回收試驗。每個樣品平行進(jìn)樣6次,計算回收率和測定值的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD),以考察方法的準(zhǔn)確度和精密度,所得結(jié)果見表4。

表4 精密度和回收試驗結(jié)果(n＝6)Tab.4 Results of tests for precision and recovery(n＝6)

由表4可知:7種農(nóng)藥在3個濃度水平下的回收率為94.2%～103%,RSD 為2.6%～4.0%,符合分析測試的要求。

本工作采用GPC 結(jié)合GC-MS/MS 建立檢測茄果類蔬菜中7種有機(jī)磷類殺蟲劑的分析方法。結(jié)果表明,GPC 的凈化效果好,自動化程度高;GCMS/MS的定性、定量結(jié)果準(zhǔn)確,方法學(xué)參數(shù)如加標(biāo)回收率、精密度及檢出限等均滿足農(nóng)藥殘留對靈敏度及準(zhǔn)確度的要求。方法具有凈化效果好、檢出限低、回收率和精密度好等優(yōu)點,可以用于蔬菜中的微量農(nóng)藥殘留的檢測。