QuEChERS-氣相色譜-質(zhì)譜同時測定生姜中16種農(nóng)藥殘留

盧琦，陳子雷，丁蕊艷，郭長英，毛江勝，李慧冬

1.山東省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標準與檢測技術(shù)研究所（濟南 250100）；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風險評估實驗室（濟南）（濟南 250100）；3.山東省食品質(zhì)量與安全檢測技術(shù)重點實驗室（濟南 250100）

生姜是我國居民生活中不可或缺的農(nóng)產(chǎn)品，也是我國廣泛種植栽培的重要蔬菜。我國是世界上的產(chǎn)姜大國，年產(chǎn)量僅次于印度居世界第二位[1]。山東是生姜農(nóng)產(chǎn)品出口大省，產(chǎn)品出口世界各國，但在種植過程中，為了降低病蟲害如姜腐爛病、姜青枯病、猿葉蟲等對生姜品質(zhì)的影響[2]，農(nóng)藥的大量使用大大增加了生姜中農(nóng)藥殘留超標的風險，同時由于生姜中含有大量的姜辣素、芳香性揮發(fā)油脂姜酮、姜酚等含硫的揮發(fā)性化合物，這些物質(zhì)與農(nóng)藥的性質(zhì)相似，對農(nóng)藥殘留的檢測分析造成了一定的困難。為了滿足國內(nèi)外對農(nóng)藥殘留日趨嚴格的要求，同時保證我國生姜產(chǎn)品順利出口世界各地，建立一種操作簡便、快速、準確的生姜樣品中農(nóng)藥殘留檢測方法非常重要。

目前，常用的農(nóng)藥殘留檢測方法有氣相色譜法[3-7]、高效液相色譜法[8-10]、氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法[11-14]與高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法[15-18]。前處理方法主要有QuEChERS法[19-20]、固相萃取法[21]、液液萃取法[22]、凝膠滲透色譜法[23-24]等。由于氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀和高效色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀的檢測效率及準確度普遍高于氣相色譜與液相色譜，近年來已被廣泛使用。王艷麗等[13]采用固相萃取-氣相色譜-三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜法測定茶葉中45種有機磷農(nóng)藥殘留；黃紹軍等[14]采用固相萃取-氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法檢測了麗江瑪咖中41種有機氯和菊酯類農(nóng)藥殘留；何強等[18]也利用超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定了濃縮蘋果汁中61種農(nóng)藥殘留量；但是采用氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法同時測定生姜中多種農(nóng)藥殘留的報道不是很多。研究采用氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜結(jié)合QuEChERS法，一次性同時檢測16種農(nóng)藥，并結(jié)合保留時間和特征選擇離子判斷結(jié)果，以期為生姜中多種農(nóng)藥殘留的檢測提供方法參考。

1 材料與方法

1.1 材料

隨機從濟南市場抽取生姜樣品30批。

1.2 儀器與試劑

Agilent5977氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、LDZS-2高速離心機（北京京立離心機公司）；T25 D均質(zhì)機（德國IKA公司）；RV10 D旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（德國IKA公司）；MS3 D S25漩渦混合器（德國IKA公司）；BSA224S-CW萬分之一電子天平（德國 Sartorius公司）。

乙腈和正己烷（HPLC級，美國Fisher 公司），氯化鈉（分析純，國藥集團）；QuEChERS凈化管、C18固相萃取柱、PestiCarb/NH2柱。農(nóng)藥標準品（10 mg/L）主要包括溴蟲腈、噁草酮、二嗪磷、伏殺硫磷、氟氯氰菊酯、治螟磷、氟樂靈、乙烯菌核利、異丙草胺、抗蚜威、氯菊酯、殺螟硫磷、甲基毒死蜱、喹硫磷、五氯硝基苯及毒死蜱。

1.3 儀器條件

色譜條件：色譜柱，DB-5MS；色譜柱溫度程序，40 ℃保持1 min，然后以30 ℃/min程序升溫至130℃，以5 ℃/min升溫至250 ℃，再以10 ℃/min升溫至300 ℃，保持5 min；載氣，氦氣，純度≥99.999%；流速，1.2 mL/min；進樣口溫度，290 ℃；進樣方式，不分流。

質(zhì)譜條件：電子轟擊源，70 eV；離子源溫度，230 ℃；GC-MS接口溫度，280 ℃；進樣量，1.0 μL；溶劑延遲時間，6 min；掃描方式，選擇離子檢測（SIM）模式。定量離子（m/z）及定性離子（m/z）見表1。

表1 16種農(nóng)藥的質(zhì)譜參數(shù)

1.4 標準溶液的配制

準確移取1 mL標準品（10 mg/L），用丙酮定容至10 mL，配制成1 mg/L的標準溶液。再準確吸取1.0，0.5，0.2，0.1和0.05 mL上述標準溶液，用丙酮定容至1.0 mL，得到質(zhì)量濃度分別為1.0，0.5，0.2，0.1和0.05 mg/L的標準溶液系列。以各物質(zhì)定量離子的峰面積（y）對質(zhì)量濃度（x）繪制標準曲線。外標法定量。

基質(zhì)匹配標準溶液：準確移取適量混合標準溶液，用生姜空白樣品提取液稀釋，配制成系列基質(zhì)匹配標準溶液，現(xiàn)配現(xiàn)用。

1.5 樣品前處理

樣品預(yù)處理：將生姜樣品用食品粉碎機打碎，混勻，密封，于-20 ℃保存。

1.5.1 QuEChERS處理過程

準確稱取10 g粉粹后的生姜樣品于50 mL聚丙烯具塞離心管中，加入20.0 mL乙腈，用勻漿機中高速均質(zhì)提取3 min，加入5 g氯化鈉，渦旋3 min，靜置分層，在離心機中以12000 r/min離心5 min，吸取10 mL上清液于QuEChERS凈化管（色素樣品凈化管：150 mg PSA+15 mg GCB+900 mg MgSO4）凈化管，并加入一顆陶瓷均質(zhì)子，搖勻，在離心機中以12000 r/min離心5 min，取5 mL上清液于250 mL圓底燒瓶中，在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中旋蒸至干，用2.5 mL正己烷定容，裝進樣小瓶混勻，待測。

1.5.2 固相萃取處理過程

提?。簻蚀_稱取10 g粉粹后的生姜樣品于50 mL聚丙烯具塞離心管中，加入20.0 mL乙腈，用勻漿機中高速均質(zhì)提取3 min，加入5 g氯化鈉，渦旋3 min，靜置分層，在離心機中以12000 r/min離心5 min，取上清液5 mL于平底燒瓶中，旋蒸至近干，待凈化。

凈化：在固相萃取柱中加入約2 cm高無水硫酸鈉，用5 mLV（乙腈）∶V（甲苯）=3∶1預(yù)淋洗，棄去淋洗液。分三次分別用5，10和10 mL的淋洗液（V（乙腈）∶V（甲苯）=3∶1）復(fù)溶洗脫；收集洗脫液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮至近干，用2.5 mL正己烷定容，裝進樣小瓶，待測。

1.6 添加回收試驗

分別在空白生姜樣品中添加0.05，0.5和1 mg/kg 3個水平的16種農(nóng)藥的標準品，靜置2 h，使各農(nóng)藥標準品被生姜充分吸收，然后按照研究建立的方法進行前處理和檢測，同時使用生姜空白基質(zhì)匹配標準溶液進行校準定量。每個水平重復(fù)6次。

2 結(jié)果與討論

2.1 樣品前處理的優(yōu)化

采用在生姜空白樣品中添加0.5 mg/kg的16種農(nóng)藥混合標準工作溶液，按照1.5.1節(jié)的前處理方法，重復(fù)5次，采用基質(zhì)匹配標準溶液外標法定量，對前處理條件進行優(yōu)化。

2.1.1 樣品提取溶劑的選擇

乙腈對極性和非極性農(nóng)藥的提取兼容性更好，更容易利用鹽析作用去除樣品中的水分，降低了后續(xù)凈化的困難與儀器的維護成本，因此研究選取乙腈作為提取劑。

2.1.2 樣品凈化方式的選擇

為了獲得良好的凈化效果，試驗設(shè)計了3種凈化方法。方法1：C18柱凈化；方法2：PestiCarb/NH2柱凈化；方法3：QuEChERS凈化管凈化。采用上述3種方法對16種農(nóng)藥做在生姜樣品中添加濃度為0.5 mg/kg的回收試驗。結(jié)果顯示，采用這3種方法凈化得到的回收率均在可接受范圍內(nèi)。此外方法1處理完的樣品較方法2與方法3顏色較深，含有較多色素。對上述凈化方式制備的生姜樣品進行掃描（見圖1），從中可以看出方法3的雜質(zhì)峰相較于其他兩種方法較少，有利于保護儀器，操作簡便，快速高效。因此，研究選用QuEChERS凈化管對生姜進行凈化。

圖1 采用3種凈化方法的生姜樣品的TIC圖

2.1.3 基質(zhì)效應(yīng)評價

按照1.5小節(jié)方法對空白生姜樣品進行前處理，制備生姜空白基質(zhì)溶液。分別用純?nèi)軇┖蜕瞻谆|(zhì)溶液配制農(nóng)藥濃度相同的兩種待測液，在條件完全相同的情況下進行檢測。根據(jù)兩者的響應(yīng)值計算生姜的基質(zhì)效應(yīng)[25]，具體計算方式見式（1）。

式中：Mi為生姜基質(zhì)溶液中各農(nóng)藥的基質(zhì)效應(yīng)；Ami為基質(zhì)溶液中各農(nóng)藥的檢測響應(yīng)值；Asi為純?nèi)軇┲懈鬓r(nóng)藥的檢測響應(yīng)值。

試驗中，分別用丙酮與生姜空白基質(zhì)溶液配制16種農(nóng)藥的待測液，使各目標成分的質(zhì)量濃度為0.5 mg/L，在相同條件下進行檢測，按照式（1）對生姜基質(zhì)溶液的基質(zhì)效應(yīng)進行分析，具體結(jié)果見表2。

由結(jié)果可知16種農(nóng)藥種有7種農(nóng)藥的Mi值為正值，表現(xiàn)為基質(zhì)增強效應(yīng)；有9種農(nóng)藥的Mi值為負值，表現(xiàn)為基質(zhì)抑制效應(yīng)。其中有75%的農(nóng)藥|Mi|＜20%，表現(xiàn)為弱基質(zhì)效應(yīng)，可忽略無需進行校正；有12.5%的農(nóng)藥20%≤|Mi|≤50%，表現(xiàn)為中等程度基質(zhì)效應(yīng)；12.5%的農(nóng)藥|Mi|＞50%，表現(xiàn)為強基質(zhì)效應(yīng)，需要進行校正[18]。此外上述結(jié)果也表明，同種基質(zhì)中不同農(nóng)藥的基質(zhì)效應(yīng)差別較大，如伏殺硫磷的|Mi|值為53.38，是強基質(zhì)效應(yīng)；而五氯硝基苯的|Mi|卻只有1.66，為可忽略不計的弱基質(zhì)效應(yīng)。因此，為提高定量結(jié)果的準確性，需要配制基質(zhì)標準溶液對定量結(jié)果進行校正。

2.2 方法學評價

2.2.1 線性范圍、相關(guān)系數(shù)及檢出限

由表2可知：16種農(nóng)藥在0.01～1 mg/L質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，各化合物定量離子峰面積與濃度呈良好線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)均大于0.99。以最低添加濃度為定量限。

表2 16種農(nóng)藥的保留時間、線性關(guān)系、相關(guān)系數(shù)、定量限與基質(zhì)效應(yīng)

2.2.2 準確度和精密度

由表3的結(jié)果可知：16種農(nóng)藥3個加標濃度下的平均回收率在75%～97%之間，相對標準偏差在1.9%～7.8%之間。用此方法測定生姜中16種農(nóng)藥多殘留，準確度、精密度均較好，能夠滿足殘留分析要求[26]。

2.3 樣品檢測

研究采用SIM模式結(jié)合保留時間進行定性定量分析，增強了檢測結(jié)果的準確性，降低了出現(xiàn)假陽性樣品的概率。

2.3.1 農(nóng)藥殘留水平

利用研究建立的方法對市場采集的30份生姜樣品進行16種農(nóng)藥的檢測，結(jié)果顯示：有4份樣品檢出抗蚜威，最大殘留量為0.01 mg/kg；有4份樣品檢出氯菊酯，最大殘留量為0.09 mg/kg；1份樣品檢出殺螟硫磷，最大殘留量為0.02 mg/kg。以上檢出的2種農(nóng)藥殘留量均低于GB 2763—2019[27]中梨的農(nóng)藥最大殘留限量值（maximum residue limit，MRL）（抗蚜威：0.05 mg/kg；氯菊酯：1 mg/kg；殺螟硫磷：0.5 mg/kg）。其他樣品中未見目標農(nóng)藥檢出。

3 結(jié)論

通過乙腈提取，QuEChERS凈化管凈化，建立了氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜檢測生姜樣品中16種農(nóng)藥殘留量的分析方法。經(jīng)實際樣品檢測，所建立的方法可以提供準確的定性和定量分析，操作簡單、快速、靈敏度高，符合農(nóng)藥多殘留檢測要求，為生姜的風險評估和多殘留檢測提供了快速準確的方法支持。