QuEChERS GC-MS/MS法快速篩查大米中酰胺類除草劑

邵林，李福敏*，楊艷華，劉曉云，李濤，楊麗芬

1. 大理州食品檢驗檢測院（大理 671000）；2. 昆明學院（昆明 650214）；3. 云南中檢檢驗檢測技術(shù)有限公司（大理 671000）

酰胺類除草劑是一類新型、高效的觸殺型農(nóng)藥，因其具有殺草廣譜、效果突出、易降解等優(yōu)點，目前成為世界上應(yīng)用較廣的除草劑之一[1-2]。在稻田雜草防治方面，酰胺類除草劑具有重要作用，若存在濫用亂用情況，則會造成大米中一定量的殘留，危害食用者的健康[3]。因此，建立一種選擇性好、靈敏度高，可以高效、快速、同時檢測大米中酰胺類除草劑多殘留的方法，對分析工作十分重要。

目前，國內(nèi)外關(guān)于酰胺類除草劑檢測常用的方法有液相色譜法[4]、氣相色譜法[5-6]、氣相色譜-質(zhì)譜法[7-8]和液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法[2,9]等。測定大米中酰胺類除草劑殘留量時，由于樣品中雜質(zhì)的影響，可能出現(xiàn)假陽性或定量不準確的現(xiàn)象。QuEChERS方法[10]作為一種快速、簡單、便宜、有效、可靠和安全的樣品前處理方法，在食品中農(nóng)藥殘留分析方面應(yīng)用廣泛。目前，應(yīng)用QuEChERS方法結(jié)合氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法同時檢測大米中多種酰胺類除草劑的研究鮮有報道。

此次試驗建立了一種優(yōu)化的QuEChERS前處理，結(jié)合氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法同時測定大米中11種酰胺類除草劑殘留量的方法。該方法快速、高效、選擇性好、靈敏度和準確度高，適用于大米中酰胺類除草劑多農(nóng)藥殘留的分析。

1 材料與方法

1.1 儀器與設(shè)備

7890B/7000C氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀（美國Agilent公司）；移液器（德國Brand公司）；SB-800DTD超聲波清洗機（寧波新芝生物科技股份有限公司）；QUINTIX-1CN電子天平（感量0.000 1 g，德國Sartorius公司）；IKA VORTEX 2混勻器（德國IKA公司）；TGL 1650高速冷凍離心機（湖南滬康離心機有限公司）。

1.2 試劑與材料

大米（市購）。丙酮（色譜純，德國Merck公司）；氯化鈉和無水硫酸鎂（分析純，國藥集團化學試劑有限公司）；PSA填料（40~60 μm）、C18填料（50 μm）：天津博納艾杰爾公司；乙草胺、甲草胺、異丙甲草胺、二甲戊樂靈、丁草胺、氟酰胺、丙草胺、苯噻酰草胺標準品（100 μg/mL，農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護科研監(jiān)測所）；吡氟酰草胺、滅銹胺標準品（100 μg/mL，壇墨質(zhì)檢-國家標準物質(zhì)中心）；戊草丹標準品（100 μg/mL，德國Dr. Ehrensorfer）。

1.3 試驗方法

1.3.1 標準溶液配制

單一農(nóng)藥標準儲備液：取0.1 mL 100 μg/mL農(nóng)藥標準溶液，各轉(zhuǎn)移至10 mL容量瓶中，用丙酮定容，配成質(zhì)量濃度為1.0 μg/mL的單一農(nóng)藥標準儲備液，于-4 ℃冰箱中避光保存。

混合農(nóng)藥標準儲備液：取0.1 mL 100 μg/mL農(nóng)藥標準溶液，于10 mL的同一容量瓶中，用丙酮定容，配成質(zhì)量濃度均為1.0 μg/mL的混合農(nóng)藥標準儲備液，于-4 ℃冰箱中避光保存。

混合農(nóng)藥基質(zhì)標準儲備液：取0.1 mL 100 μg/mL農(nóng)藥標準溶液，于10 mL的同一容量瓶中，用大米空白基質(zhì)溶液定容，配成質(zhì)量濃度均為1.0 μg/mL的混合農(nóng)藥大米基質(zhì)標準儲備液，于-4 ℃冰箱中避光保存。

系列標準工作液（現(xiàn)用現(xiàn)配）：取混合農(nóng)藥標準儲備液，用丙酮定容，配成質(zhì)量濃度分別為25.0，40.0，50.0，75.0，100.0和200.0 μg/kg的系列標準工作液。

基質(zhì)系列標準工作液（現(xiàn)用現(xiàn)配）：取混合農(nóng)藥基質(zhì)標準儲備液，用大米空白基質(zhì)溶液定容，配成質(zhì)量濃度分別為25.0，40.0，50.0，75.0，100.0和200.0 μg/kg的基質(zhì)系列標準工作液。

1.3.2 樣品處理

稱取2 g（精確至0.000 1 g）粉末狀大米樣品，置于50 mL塑料離心管中。加入10 mL丙酮、0.5 g NaCl，渦旋1 min，超聲提取5 min，以8 000 r/min離心5 min，取1.5 mL上清液于5 mL塑料離心管（裝有100 mg PSA、80 mg C18及225 mg無水硫酸鎂）中，渦旋0.5 min，以8 000 r/min離心5 min；上清液經(jīng)0.22 μm有機濾膜過濾，供GC-MS/MS分析。

1.3.3 氣相色譜-質(zhì)譜條件

DB-5ms UI毛細管色譜柱（30 m×250 μm×0.25 μm）；進樣口溫度250 ℃；進樣量1 μL；不分流進樣；載氣為高純He（純度≥99.999%），載氣流速1.0 mL/min；碰撞氣為高純N2（純度≥99.999%）；EI離子源，離子源溫度300 ℃；電離能量70 eV；輔助加熱器溫度280 ℃；溶劑延遲9.0 min；升溫程序：初始溫度80 ℃（保持1 min），再以10 ℃/min升溫到260 ℃（保持10 min）；多反應(yīng)監(jiān)測模式MRM。

2 結(jié)果與分析

2.1 質(zhì)譜條件的優(yōu)化

在m/z50~420的范圍內(nèi)，對0.4 μg/mL單一及混合農(nóng)藥標準溶液進行MS1全掃描，依據(jù)得到的色譜圖及其質(zhì)譜圖，結(jié)合軟件NIST標準庫檢索，確定各化合物的保留時間，選擇質(zhì)荷比較大且豐度較高的特征離子作為母離子。再采用產(chǎn)物離子掃描模式，在碰撞電壓為10，15，20和30 eV條件下各進行一次碰撞，比較不同碰撞能量下得到的譜圖，選取豐度較高且干擾較小的兩個特征離子為子離子，其中豐度較高的為定量離子，另一為定性離子，建立MRM方法。利用儀器自帶的“設(shè)計實驗助手”軟件在2~40 eV碰撞電壓范圍內(nèi)，優(yōu)化定性定量離子的碰撞能量，然后利用“分析實驗助手”軟件確定定性定量離子的最佳碰撞能量，對建立的MRM方法優(yōu)化。優(yōu)化的MRM方法測得農(nóng)藥的保留時間、定性定量離子及其碰撞能量見表1，混合標準溶液的譜圖見圖1。

表1 11種酰胺類除草劑的質(zhì)譜參數(shù)

圖1 11種酰胺類除草劑的總離子流（TIC）色譜圖

2.2 提取溶劑的選擇

農(nóng)藥殘留分析中常用的提取溶劑有正己烷、乙腈、丙酮等。正己烷極性較弱，對極性較大農(nóng)藥的提取不利；乙腈是QuEChERS法普遍使用的提取溶劑，但乙腈提取后不能直接進樣，否則會對毛細管色譜柱造成較大的損害，因此用乙腈提取時經(jīng)常需要采取氮吹濃縮、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)等方式置換溶劑后才能上機分析。由于大米基質(zhì)相對簡單，故選擇丙酮為提取溶劑，不僅簡化了實驗流程，還避免了農(nóng)藥在濃縮、換相過程中的損失。

2.3 超聲提取時間優(yōu)化

考察了不同超聲時間（5，10，15和20 min）對提取效果的影響。結(jié)果表明：提取效果受超聲時間的影響不明顯。為了提高試驗效率，超聲時間選擇5 min。

2.4 凈化劑種類與用量的選擇

為避免大米中淀粉、蛋白質(zhì)和脂肪等物質(zhì)對分析造成干擾，選擇凈化劑PSA、C18對樣品進行凈化處理，同時采用單因素試驗，通過分析11種酰胺類除草劑的回收率確定凈化劑的最佳用量。為了防止樣品中可能存在的水分對毛細管色譜柱固定相造成損傷，參考方法AOAC 2007.01[3]，在凈化劑里加入225 mg無水MgSO4。

2.4.1 不同PSA用量對回收率的影響

無水MgSO4用量均為225 mg，C18用量均為80 mg時，分別向1.5 mL提取液中加入40，60，80，100和120 mg PSA，其回收率結(jié)果見圖2。11種酰胺類除草劑的回收率均大于80%，隨PSA用量增加，回收率先增大后減小，當PSA用量為100 mg時，回收率達到最大值。因此，PSA用量選擇100 mg。

圖2 不同PSA用量對回收率的影響

2.4.2 不同C18用量對回收率的影響

無水MgSO4用量均為225 mg，PSA用量均為100 mg時，分別向1.5 mL提取液中加入40，60，80，100和120 mg C18，其回收率結(jié)果見圖3。11種酰胺類除草劑的回收率均大于80%，隨C18用量增加，回收率先增大后減小，當C18用量為80 mg時，回收率達到最大值。因此，C18用量選擇80 mg。

圖3 不同C18用量對回收率的影響

通過試驗優(yōu)化，凈化劑的用量為：每1.5 mL提取液中加入100 mg PSA、80 mg C18及225 mg無水MgSO4。

2.5 基質(zhì)效應(yīng)

為盡可能規(guī)避基質(zhì)效應(yīng)對定量分析結(jié)果的準確性造成不良影響，通過分析25.0~200.0 μg/kg濃度范圍的基質(zhì)系列標準工作液和丙酮溶劑系列標準工作液，建立相應(yīng)的校準曲線。利用公式“[（基質(zhì)匹配校準曲線斜率/溶劑校準曲線斜率）-1]×100%”[11]計算基質(zhì)效應(yīng)。結(jié)果顯示：多數(shù)酰胺類除草劑基質(zhì)效應(yīng)明顯，苯噻酰草胺基質(zhì)效應(yīng)最為明顯，高達83.1%，結(jié)果見表2。為抵消基質(zhì)效應(yīng)的影響、提高分析的準確性，采用基質(zhì)匹配校準曲線對樣品進行定量分析。

2.6 線性范圍、檢出限與定量限

在優(yōu)化的試驗條件下，對大米基質(zhì)系列標準工作液進行分析。結(jié)果顯示：在25.0~200.0 μg/kg范圍內(nèi)，11種酰胺類除草劑線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)（r）為0.997 1~0.999 7。以信噪比S/N≥3為檢出限（LOD）、信噪比S/N≥10為定量限（LOQ），11種酰胺類除草劑的LODs為0.15~5.0 μg/kg，LOQs為0.25~20.0 μg/kg，結(jié)果見表2。說明該方法適用于大米中酰胺類除草劑殘留的分析。

2.7 回收率與精密度

在空白大米樣品中，分別添加25.0，50.0和200.0 μg/kg的酰胺類除草劑農(nóng)藥，按該方法提取凈化分析，每一添加量做6個平行，測定方法的加標回收率。結(jié)果顯示：在3個不同添加量下，酰胺類除草劑的平均加標回收率分別為81.5%~112.7%，104.4%~112.8%和98.3%~105.9%，相對標準偏差（RSD）分別為1.1%~5.3%，0.5%~2.8%和0.2%~2.1%，結(jié)果見表2。該方法的準確度與精密度較好，可用于實際大米樣品中酰胺類除草劑殘留的準確定量。

2.8 實際樣品測定

應(yīng)用該方法對當?shù)厥惺鄣?0例大米樣品進行分析。樣品中檢出戊草丹和丁草胺2種除草劑，其中：3批樣品中檢出戊草丹，含量分別為87.13，21.02和79.16 μg/kg；1批樣品中檢出丁草胺，含量為20.79 μg/kg，檢出的丁草胺含量低于GB 2763—2019《食品安全國家標準 食品中農(nóng)藥最大殘留量》[12]規(guī)定的大米中丁草胺最大殘留限量為0.5 mg/kg的要求。

3 結(jié)論

試驗應(yīng)用丙酮提取，PSA、C18、無水MgSO4凈化，GC-MS/MS檢測，建立大米中11種酰胺類除草劑殘留的分析方法。其檢出限為0.15~5.0 μg/kg，定量限為0.25~20.0 μg/kg。方法的加標回收率和精密度均滿足GB/T 27404—2008《實驗室質(zhì)量控制規(guī)范 食品理化檢測》[13]的規(guī)定。與傳統(tǒng)QuEChERS對比，該方法用丙酮作為提取溶劑，簡化了試驗流程，同時避免了農(nóng)藥在濃縮、換相過程中的損失，提高了工作效率。該方法具有簡單、快速、成本低、準確度和靈敏度高等優(yōu)點，可作為大米中酰胺類除草劑殘留的檢測方法。