氣質(zhì)聯(lián)用儀在農(nóng)藥殘留檢測中的應(yīng)用研究

高會蘭 韓巖君 潘艦 韓葉

摘 要：農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留安全問題已經(jīng)引起了廣大消費者的重視。氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）因具有較高的分離效能和鑒定化合物結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢已被廣泛應(yīng)用于測定食用農(nóng)產(chǎn)品中多種農(nóng)藥殘留及衍生物。本文綜合闡述了儀器結(jié)構(gòu)、樣品前處理過程及樣品基質(zhì)效應(yīng)等方面對應(yīng)用氣質(zhì)聯(lián)用儀在食用農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留分析的影響，以期為相關(guān)研究提供參考。

關(guān)鍵詞：氣質(zhì)聯(lián)用儀;農(nóng)殘檢測;影響因素

農(nóng)藥在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，在農(nóng)作物病蟲害防治，提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量上有非常重要的作用，但因用藥不當或違規(guī)使用農(nóng)藥而引起食用安全問題也時有發(fā)生，食用農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留問題已成為廣大消費者關(guān)注的焦點。

目前檢測機構(gòu)通常采用高效液相色譜儀、氣相色譜儀、液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀和氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)儀等設(shè)備進行農(nóng)藥殘留定性及定量檢測。此類設(shè)備具有靈敏度高、檢測范圍廣等特點。氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）因具有較高的分離效能和鑒定化合物結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，已被廣泛應(yīng)用于測定食用農(nóng)產(chǎn)品中多種農(nóng)藥殘留及衍生物[1]。隨著儀器技術(shù)的快速發(fā)展，串聯(lián)四級桿氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用可利用保留指數(shù)及數(shù)據(jù)庫技術(shù)[2]，在不使用農(nóng)殘標樣的情況下，對樣品中的農(nóng)殘種類進行快速篩查，解決了目前檢測機構(gòu)存在農(nóng)殘檢測種類過多，標樣利用率低，檢測效率要求高等問題。但因農(nóng)產(chǎn)品品種繁多，基質(zhì)多種多樣，農(nóng)藥性質(zhì)不一，前處理步驟較多等因素，實際檢測過程中常會遇到樣品中農(nóng)殘樣品定量誤差較大的問題。本文就此現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因進行了分析總結(jié)。

1 儀器進樣系統(tǒng)

氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀的進樣系統(tǒng)主要包括進樣針、進樣隔墊和襯管。應(yīng)用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀進行農(nóng)藥殘留分析時，為減少進樣系統(tǒng)活性位點對待測農(nóng)藥的吸附，一般選用低吸附進樣隔墊和惰性襯管。儀器進樣系統(tǒng)的清潔度對農(nóng)藥殘留分析結(jié)果的影響較為明顯，在襯管的清潔度較差的情況下分析乙酰甲胺磷、氧樂果、甲拌磷砜、甲拌磷亞砜、倍硫磷砜和倍硫磷亞砜等農(nóng)藥殘留種類會出現(xiàn)峰形較差或檢測不到低濃度特征離子的現(xiàn)象。

2 試樣前處理

農(nóng)藥在防治農(nóng)作物病蟲害中因農(nóng)藥的性質(zhì)和防治對象的不同其使用方法也不同，主要有噴灑、灌根和熏蒸3種使用方法。不同性質(zhì)的農(nóng)藥作用方式也不同，如殺蟲劑通常有觸殺、胃毒、熏蒸和內(nèi)吸4種作用方式。農(nóng)藥使用方法和作用方式的不同會導致農(nóng)藥在作物不同部位的殘留量存在差異，在國家食品安全標準《食品安全國家標準 食品中農(nóng)藥最大殘留限量》（GB 2763—2019）中[3]對不同食品類別的測定部位有明確規(guī)定，整株（棵）或全果進行農(nóng)藥殘留測定的樣品，樣品粉碎的均勻性對檢測結(jié)果有顯著影響。破壁機對一些較難粉碎的纖維含量較高的樣品能夠保證較好的粉碎均勻性。

樣品中的農(nóng)藥殘留提取過程一般為取樣、粉碎、提取和凈化，但因蔥蒜韭菜類蔬菜中含有蒜氨酸類物質(zhì)（烷基硫代半胱氨酸及亞砜類化合物）及其活性酶（蒜氨酸酶）。這類物質(zhì)在完整的細胞內(nèi)酶和底物是分開存在的，但在樣品粉碎制成勻漿的過程中，會使細胞壁破裂，造成酶和底物發(fā)生反應(yīng)，生成與有機磷和有機氯農(nóng)藥性質(zhì)相似的丙酮酸、氨基磺酸類的含硫化合物。傳統(tǒng)的凈化方法不能去除該類物質(zhì)，造成應(yīng)用氣相色譜法或氣相色譜質(zhì)譜法進行農(nóng)藥殘留檢測產(chǎn)生基質(zhì)干擾。解決方案是在攪碎樣品前，采用500 W微波加熱處理樣品90 s，使酶鈍化從而消除其基質(zhì)干擾[4]。

食品中農(nóng)藥殘留檢測是對復雜混合物中痕量組分的檢測，食品種類繁多基質(zhì)成分復雜，在前處理過程中有效去除干擾物質(zhì)對檢測結(jié)果的準確性非常重要。目前農(nóng)殘檢測前處理技術(shù)有超臨界流體色譜凈化、凝膠滲透色譜、固相萃取凈化、基質(zhì)固相分散、固相微萃取等。其中基質(zhì)固相分散技術(shù)已寫入國家標準《食品安全國家標準 植物源性食品中208種農(nóng)藥及其代謝物殘留量的測定 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法》（GB 23200.113—2018）[5]。因該技術(shù)方便、快捷、成本較低，已研發(fā)QuEChERS萃取試劑盒被廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥殘留檢測。QuEChERS萃取方法中的樣液提取及凈化均會使用MgSO4，該物質(zhì)在使用過程中會釋放熱量，對熱不穩(wěn)定的農(nóng)藥殘留種類，如水胺硫磷、甲基異柳磷、倍硫磷等的檢測影響較大。在操作過程中可采用先加入有機提取液后加入含有硫酸鎂鹽包的方式控制放熱現(xiàn)象，在冰浴中操作加標回收率得到顯著提高。

3 基質(zhì)效應(yīng)

氣相色譜中，基質(zhì)效應(yīng)產(chǎn)生的根本原因在于活性位點。樣品中的基質(zhì)組分與目標分析物分子競爭進樣口或柱頭上由硅烷基、金屬離子或沉積性基質(zhì)組分的熱分解產(chǎn)物形成的活性位點，減少了敏感化合物與活性位點的反應(yīng)機會，使其在色譜上的響應(yīng)較純?nèi)軇┲懈?。同種基質(zhì)溶液中不同種類農(nóng)藥的基質(zhì)效應(yīng)差異較大，含有P=O、-O-CO-NH-、-OH、R-NH-、-N=、-NH-CO-NH-等基團的農(nóng)藥通常表現(xiàn)出較強的基質(zhì)效應(yīng)[6]。

基質(zhì)效應(yīng)在農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留測定中是影響檢測結(jié)果準確性的重要因素。研究表明，應(yīng)用氣相色譜質(zhì)譜法進行農(nóng)藥殘留檢測，多數(shù)農(nóng)藥檢測結(jié)果表現(xiàn)為基質(zhì)增強效應(yīng)[7]。目前基質(zhì)效應(yīng)的消除與補償方法主要包括基質(zhì)匹配法、基質(zhì)凈化法、加入分析保護劑、同位素內(nèi)標法、優(yōu)化進樣技術(shù)法、標準加入法和校正因子校準法等。目前的檢測標準中要求制定基質(zhì)曲線并采用內(nèi)標法進行定量，消除樣品中基質(zhì)效應(yīng)的影響[5]。但因應(yīng)用氣相色譜質(zhì)譜法進行農(nóng)藥殘留檢測時，前處理過程中不能完全去除干擾物質(zhì)，造成難揮發(fā)性物質(zhì)隨著樣品進樣次數(shù)的增加不斷在儀器的進樣口和色譜柱前端累積影響目標物的響應(yīng)值，檢測過程中應(yīng)注意濃度曲線的適用性，可采用內(nèi)標間隔進樣法及時檢測目標物的響應(yīng)值變化。

在農(nóng)藥殘留檢測中，不同的基質(zhì)對不同種類的農(nóng)藥基質(zhì)效應(yīng)影響程度不一樣，為保證檢測結(jié)果的準確性，樣品校正應(yīng)采用相同基質(zhì)標樣，每一種類的樣品需要配制對應(yīng)的基質(zhì)標樣，增加了日常檢測工作量，同時也造成標樣的浪費和儀器的損耗。禹紹周等[8]采用氣相色譜-三重串聯(lián)四級桿聯(lián)用儀探討了38種農(nóng)藥殘留及其在20種蔬果、食用菌產(chǎn)品中的基質(zhì)效應(yīng)，在GC-MS/MS上，主要表現(xiàn)為基質(zhì)增強效應(yīng)，隨著化合物濃度增大，基質(zhì)增強效應(yīng)減弱。選取黃瓜或大白菜作為空白基質(zhì)配制標樣進行定量檢測，19種蔬果產(chǎn)品中的大部分農(nóng)藥回收率為80%～130%。在日常檢測工作中，蔬菜水果樣品種類繁多，可選用黃瓜或大白菜作為空白基質(zhì)配制標樣，進行多種蔬菜水果中農(nóng)藥殘留的檢測，可減少工作量，節(jié)約成本。

在國家標準GB 23200.113—2018中，采用QuEChERS前處理方法完成樣液凈化濃縮后，采用乙酸乙酯進行復溶，但乙酸乙酯對一些進樣針污染較強，造成進樣針清洗頻繁，影響分析效率。研究發(fā)現(xiàn)氧樂果和甲胺磷在丙酮溶液中色譜峰拖尾嚴重，采用正己烷+丙酮（4∶1，V/V）作為溶劑，峰形改善，表明部分農(nóng)藥殘留種類受溶劑影響較大，在樣品提取液復溶時應(yīng)注意復溶液的選擇。謝寒冰等[9]采用正己烷+丙酮（4∶1，V/V）作為復溶液取得較為滿意的效果。

4 結(jié)語

隨著人們食品安全意識的提高，監(jiān)管部門持續(xù)加大對食品中農(nóng)藥殘留的監(jiān)管力度，充分考慮各種影響因素，得到更加準確的檢測結(jié)果。食品中農(nóng)藥殘留的分析檢測技術(shù)朝著簡便、快速、準確和低成本方向發(fā)展，研發(fā)更先進的儀器和材料應(yīng)用于農(nóng)藥殘留分析領(lǐng)域，具有良好的發(fā)展前景。

參考文獻

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