氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法快速測定谷類中179種農(nóng)藥殘留

□ 席甲甲 北京工業(yè)大學(xué)環(huán)境與生命學(xué)部 中糧營養(yǎng)健康研究院有限公司 營養(yǎng)健康與食品安全北京市重點實驗室

張巍巍 中糧營養(yǎng)健康研究院有限公司 營養(yǎng)健康與食品安全北京市重點實驗室 王柄鈞 北京工業(yè)大學(xué)環(huán)境與生命學(xué)部

史曉梅 中糧營養(yǎng)健康研究院有限公司 營養(yǎng)健康與食品安全北京市重點實驗室 羅云敬 北京工業(yè)大學(xué)環(huán)境與生命學(xué)部

錢承敬 中糧營養(yǎng)健康研究院有限公司 營養(yǎng)健康與食品安全北京市重點實驗室

為預(yù)防病蟲草害，在農(nóng)作物的生長和谷類運輸及儲藏過程中常噴灑農(nóng)藥，農(nóng)藥的廣泛使用為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)節(jié)省大量人力，對保障谷類產(chǎn)量、質(zhì)量等方面起到重大作用[1]。如果使用不當(dāng)，谷類會受到不同程度農(nóng)藥殘留的污染，對消費者健康造成潛在危害[2-3]。谷類是居民食物結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)組成部分和國家重要的戰(zhàn)略物資，許多國家都制定了嚴(yán)格的農(nóng)藥殘留限量標(biāo)準(zhǔn)[4-5]。我國谷類作物施用的農(nóng)藥種類繁多，因各地區(qū)氣候環(huán)境的影響，農(nóng)藥使用的種類和頻次差異較大[6]。因此，建立一種簡單、快速、靈敏、準(zhǔn)確測定谷類中農(nóng)藥殘留的分析方法，對全國不同區(qū)域谷類進行農(nóng)藥殘留進行測定，有利于指導(dǎo)農(nóng)藥的合理規(guī)范使用及保障谷類質(zhì)量安全。

目前，農(nóng)藥殘留的檢測方法有氣相色譜法[7-8]、氣相色譜質(zhì)譜法[9-10]、氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法[11-12]、超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法[13-14]。谷類樣品中農(nóng)藥殘留量低且基質(zhì)復(fù)雜，選擇合適的前處理方法可以降低基質(zhì)對目標(biāo)農(nóng)藥檢測的干擾和儀器的損害[15]。常用的前處理方法有固相萃取法、分散固相萃取法、加速溶劑萃取法和QuEChERS法 等[16-18]。QuEChERS法簡化了前處理步驟，具有簡單、高效、便宜和準(zhǔn)確等優(yōu)勢，節(jié)省了前處理時間和減少回收率損失[19-20]。本研究采用QuEChERS樣品前處理方法結(jié)合氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定小麥、玉米和大豆中179種農(nóng)藥殘留，快速準(zhǔn)確掌握谷類中農(nóng)藥殘留狀況。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

GCMS-TQ8030氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀（日本島津公司）；JJ523BC型電子天平（常熟市雙杰測試儀器廠）；SR-2DS振 蕩 器（TAITEC)；KQ-500DB型數(shù)控超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）；4-20R臺式高速冷凍離心機（湖南可成儀器設(shè)備有限公司）；ZX-DC型氮吹儀（余姚市長江溫度儀器廠）。

179種農(nóng)藥混合標(biāo)準(zhǔn)品（純度≥95%）；氯化鈉、無水硫酸鎂（分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司）；PSA、C18（Agela Technologies）；乙腈、正己烷（色譜純，上海安譜實驗科技有限公司）。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

準(zhǔn)確移取農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品，用乙腈配制成100 mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)儲備液， -20 ℃冰 箱貯存?zhèn)?用。取100 μL的混合標(biāo)準(zhǔn)儲備液于液相小瓶中，加入900 μL乙腈渦旋混勻，配制成1 mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，后逐級稀釋配成 20 μg/L、50 μg/L、100 μg/L、200 μg/L和500 μg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。標(biāo)準(zhǔn)溶液現(xiàn)配現(xiàn)用。

1.3 QuEChERS樣品前處理

分別稱取粉碎均勻的小麥、玉米、大豆樣品10 g置于50 mL離心管中，加入20 mL乙腈，5 gNaCl，2 000 r/min 振蕩提取20 min，超聲提取30 min后8 000 r/min離心5 min，待凈化。取5 mL上清液加入裝有500 mgMgSO4、150 mgPSA和150 mgC18的10 mL離心管中，2 000 r/min渦旋凈化3 min，3 500 r/min離心10 min，取3 mL上清液于5 mL氮吹管中，在40 ℃水溫下氮氣吹至近干，加入300 μL正己烷渦旋定容，過0.22 μm有機濾膜后GC-MS/MS檢測。

1.4 儀器檢測條件

①檢測儀器。使用GCMS-TQ8030氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀（GC-MS/MS）進行檢測。②色譜條件。色譜柱為DB-5MS（29.8 m×0.25 mm×0.25 μm）；載氣：氦氣純度≥99.999%；進樣口溫度280 ℃；程序升溫：50 ℃保持1 min，然后以25 ℃/min的速率升溫至125 ℃，再以20 ℃/min升溫至300 ℃，保持10 min；柱流速：1.2 mL/min，進樣量：1 μL；進樣方式：不分流進樣。③質(zhì)譜條件。多反應(yīng)監(jiān)測模式（multiple reaction monitoring，MRM）；每種農(nóng)藥分別選擇一對定量離子和一對定性離子。每組所有需要檢測離子按出峰順序，分時段進行掃描。

2 結(jié)果與分析

2.1 萃取劑的選擇

谷類中含水量較低、富含蛋白質(zhì)和淀粉等[18,21-22]。實驗比較了乙酸乙酯、丙酮和乙腈3種溶劑對目標(biāo)農(nóng)藥的提取效果，結(jié)果表明，用乙酸乙酯和丙酮提取時，提取液中樣品雜質(zhì)較多，不利于凈化。而乙腈作為萃取溶劑時，具有較少共萃取的基質(zhì)成分。此外，乙腈是強極性溶劑，能夠穿破細胞壁，增強提取效果。

2.2 凈化劑的選擇

凈化過程中要充分去除樣品中的基質(zhì)，減少其對目標(biāo)農(nóng)藥定性定量的干擾。本研究以MgSO4為脫水劑，在0.1 mg/L的添加水平下，考察PSA和C18添加量對農(nóng)藥回收率的影響。

2.2.1 不同PSA用量對179種農(nóng)藥加標(biāo)回收率的影響

添加50 mg、100 mg、150 mg和200 mg不同量的PSA對農(nóng)藥回收率的影響（見圖1），由圖1知，隨著PSA用量從50 mg增加到150 mg，滿足70%～110%回收率的農(nóng)藥數(shù)量明顯增加，這是因為一些蛋白質(zhì)等極性基質(zhì)成分被PSA去除。當(dāng)PSA添加量為200 mg時，農(nóng)藥的加標(biāo)回收率降低，可能是PSA導(dǎo)致最終提取液的pH值大于8，許多農(nóng)藥在堿性環(huán)境中變得不穩(wěn)定和易分解。

圖1 不同PSA用量對179種農(nóng)藥加標(biāo)回收率的影響

2.2.2 不同C18用量對179種農(nóng)藥加標(biāo)回收率的影響

固 定PSA添 加 量150 mg，比較50 mg、100 mg、150 mg和 200 mgC18用量對農(nóng)藥回收率的影響，由圖2知，當(dāng)C18添加量為150 mg時，農(nóng)藥回收率在70%～110%數(shù)量最多，C18添加量過多時，可能會吸附一些農(nóng)藥。最終本實驗采用150 mgPSA和150 mgC18凈化。實驗中加入NaCl和MgSO4具有沉淀蛋白的作用，MgSO4能夠有效去除樣品中的水分，提高乙腈對基質(zhì)中農(nóng)藥殘留的萃取效率。

圖2 不同C18用量對179種農(nóng)藥加標(biāo)回收率的影響

2.3 方法的線性范圍與檢出限

本實驗采用空白樣品基質(zhì)提取液配制基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液，以降低基質(zhì)效應(yīng)對目標(biāo)農(nóng)藥檢測的影響。在0.02～0.50 mg/L質(zhì)量濃度下，以質(zhì)量濃度對應(yīng)的峰面積繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。179種農(nóng)藥的相關(guān)系數(shù)均大于0.996。每種農(nóng)藥的3倍信噪比為檢出限，10倍信噪比為定量限。檢出限和定量限分別為0.001～0.016 mg/kg和0.003～0.050 mg/kg。

2.4 方法的回收率與精密度

在空白樣品基質(zhì)中，添加0.025 mg/L、0.050 mg/L、0.100 mg/L水平的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，按1.3方法進行處理，每個水平平行測定6次。179種農(nóng)藥的平均加標(biāo)回收率為63.7%～117.2%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為1.04%～17.20%，回收率和精密度能夠滿足谷類檢測的要求。

2.5 實際樣品檢測

采用所建立的方法對全國不同產(chǎn)地的191份谷類樣品進行179種農(nóng)藥殘留測定，檢出結(jié)果見表1。83份小麥樣品中，有5份小麥樣品中檢出農(nóng)藥，檢出率為6.02%；92份玉米樣品中，2份玉米樣品中檢出農(nóng)藥，檢出率均為2.17%；大豆樣品未檢出農(nóng)藥。

表1 谷物樣品檢出結(jié)果（單位：mg/kg）

3 結(jié)論

本研究采用經(jīng)優(yōu)化的QuEChERS法進行谷類樣品前處理，建立了氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜快速測定小麥、玉米和大豆中農(nóng)藥多殘留的測定方法。該方法的檢出限為0.001～0.016 mg/kg，添 加0.025、0.050和0.100 mg/L水平的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，農(nóng)藥的平均回收 率 為63.7%～117.2%，RSD為1.04%～17.2%，均滿足谷類中農(nóng)藥多殘留分析的要求。本研究僅對一年的谷物樣品進行農(nóng)藥殘留檢測，需要繼續(xù)測定谷物中農(nóng)藥殘留，為指導(dǎo)農(nóng)藥的安全使用、保障谷物安全和生態(tài)環(huán)境安全提供依據(jù)。