QuEChERS-氣相色譜質(zhì)譜法測(cè)定食用植物油中15種農(nóng)藥殘留

張仙，張雋嫻，胡西洲

（農(nóng)業(yè)農(nóng)村部食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心（武漢），武漢 430064）

食用植物油是人民群眾的生活必需品，是人體所需的重要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來源之一。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，中國(guó)人均食用油消費(fèi)量呈穩(wěn)步上升的趨勢(shì)。為了防治油料作物生長(zhǎng)過程中的病蟲害經(jīng)常使用農(nóng)藥，但同時(shí)也會(huì)對(duì)環(huán)境和油料作物本身產(chǎn)生一定的污染，殘留的農(nóng)藥能通過食物及食物鏈的傳遞對(duì)人體的健康造成潛在危害［1，2］。因此，對(duì)油料作物的農(nóng)藥殘留研究一直是一個(gè)重要課題，建立簡(jiǎn)單、快速的多種農(nóng)藥多殘留的檢測(cè)方法，對(duì)于保證植物油類樣品安全和保護(hù)人類健康具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

食用植物油中脂肪含量較高，基質(zhì)較復(fù)雜，因此檢測(cè)其中的農(nóng)藥殘留時(shí)，要盡可能地去除基質(zhì)中的脂肪、色素、有機(jī)酸，否則基體干擾大，易污染檢測(cè)儀器，降低其使用壽命［3，4］，因此樣品前處理非常關(guān)鍵。

本研究將QuEChERS前處理技術(shù)結(jié)合氣相色譜質(zhì)譜法建立了簡(jiǎn)單、快速地檢測(cè)食用植物油中15種農(nóng)藥殘留的分析方法。QuEChERS是一種分散固相萃取法，該方法通過將合適的固體吸附劑加入樣品提取液中，達(dá)到除去基質(zhì)中干擾物和對(duì)目標(biāo)組分的提取和凈化目的，該方法具有操作簡(jiǎn)單、快速、實(shí)用、高效等優(yōu)點(diǎn)，相較于基質(zhì)固相分散法，可滿足快速處理大批量農(nóng)藥殘留樣品的需求。相比于氣相色譜法，氣相色譜-質(zhì)譜法具有定性準(zhǔn)確、基質(zhì)干擾小、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥多殘留檢測(cè)［4］。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品均購(gòu)于農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境質(zhì)量監(jiān)督測(cè)試中心，濃度為1 000 μg/mL；乙腈、丙酮，色譜純，美國(guó)Baker公司；無水硫酸鎂、無水醋酸鈉，分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；PSA（N-丙基乙二胺填料）、C18（十八烷基硅烷）。

1.2 儀器與設(shè)備

GC-MS Agilent 6890-5973型氣相色譜-質(zhì)譜儀，配備電子轟擊源EI，美國(guó)Agilent公司；KQ-250B型超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司；MS1旋渦混合器，德國(guó)IKA公司；TDL-40B離心機(jī)、TGL-18CC高速臺(tái)式離心機(jī)，上海安亭科學(xué)儀器廠。

1.3 方法

1.3.1 樣品的提取與凈化

1）提取。準(zhǔn)確稱取15.00 g（精確至0.01 g）植物油樣品于100 mL具塞離心管中，加入15 mL乙腈（含乙酸1%），渦旋振蕩1 min，水浴超聲提取15 min，加入1.5 g無水醋酸鈉和6.0 g無水硫酸鎂，渦旋混勻1 min后5 000 r/min離心3 min。

2）凈化。稱取0.25 g PSA和0.15 g C18置于10 mL塑料離心管中，準(zhǔn)確吸取所得上清液5.0 mL至此離心管中，渦旋振蕩1 min，以5 000 r/min離心5 min。取上清液1 mL，氮?dú)獯蹈桑尤? mL丙酮，渦旋振蕩1 min，供氣相色譜-質(zhì)譜測(cè)定。

1.3.2 儀器條件

1）色譜條件。色譜柱為DB-5MS毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；不分流進(jìn)樣口200℃；離子源230℃；四級(jí)桿150℃；載氣，氦氣，純度≥99.999%，流速1.0 mL/min；進(jìn)樣量1 μL；程序升溫為80℃保持1 min，12℃/min升至300℃，保持18 min。

2）質(zhì)譜條件。電子轟擊源，70 eV；離子源溫度230℃。SIM模式：每個(gè)化合物選擇1個(gè)定量離子和2個(gè)定性離子，15種化合物的保留時(shí)間、母離子、子離子見表1。

表1 15種化合物的質(zhì)譜參數(shù)

1.3.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制15種標(biāo)準(zhǔn)品先用丙酮稀釋至80 μg/mL，保存于-18℃冰箱內(nèi)，再分別用空白基質(zhì)提取液配制成0.050 0、0.100 0、0.150 0、0.200 0、0.500 0 μg/mL的混合標(biāo)準(zhǔn)工作液，現(xiàn)配現(xiàn)用。

2 結(jié)果與分析

2.1 提取溶劑的選擇

15種農(nóng)藥在乙腈、丙酮、二氯甲烷等有機(jī)溶劑中均具有很好的溶解性，采用丙酮提取時(shí)，食用植物油中的油脂和色素等雜質(zhì)也會(huì)被同時(shí)提取，基質(zhì)干擾很嚴(yán)重［5］；采用二氯甲烷提取時(shí)特別容易產(chǎn)生乳化現(xiàn)象，且在二氯甲烷萃取前，樣品需先加丙酮溶解后再加少量的水讓油分層出來，操作較為不方便，該方法很容易在提取液中殘留部分水分，必須脫水，整個(gè)過程復(fù)雜且容易導(dǎo)致試驗(yàn)失敗，提取率也不高；采用乙腈提取時(shí)，油脂和乙腈能夠很好地分層，且乙腈對(duì)不同極性的目標(biāo)物均有較好的溶解性和提取效率，雜質(zhì)干擾相對(duì)要少，同時(shí)對(duì)樣品中脂溶性物質(zhì)萃出率較低，因此乙腈是提取多組分農(nóng)藥最合適的試劑。而在乙腈中添加1%的乙酸可構(gòu)成酸性環(huán)境的緩沖體系，使農(nóng)藥不易分解，提取效率更高，因此選用含有1%乙酸的乙腈作為提取試劑。15種化合物的色譜見圖1。由圖1可以看出，15種化合物均有較高的響應(yīng)強(qiáng)度，且分離效果良好。

圖1 樣品中的15種化合物色譜

2.2 提取方式的選擇

QuEChERS方法提取時(shí)，增加提取次數(shù)、超聲、勻漿等方式均可提高提取效率。增加提取次數(shù)，可使食用植物油中的殘留農(nóng)藥提取的更充分，從而能大大提高回收率。但是，提取次數(shù)過多也可能造成帶入提取液的油脂過多，基質(zhì)干擾較大，不利于后續(xù)凈化處理，因此對(duì)比了一次提取和二次提取對(duì)提取效果的影響。超聲有助于提取溶劑對(duì)目標(biāo)農(nóng)藥的充分提取，并且相較于勻漿更加簡(jiǎn)單、可操作性更強(qiáng)，適用于大批量樣品處理。為比較提取方式對(duì)提取效率的影響，分別選擇提取次數(shù)、超聲、勻漿3種因素進(jìn)行考察。結(jié)果表明，其他條件相同時(shí)，提取1次與提取2次、超聲、勻漿在農(nóng)藥回收率和響應(yīng)值方面差異不大，為簡(jiǎn)化試驗(yàn)操作，選取酸化乙腈超聲提取1次的提取方式，更適合大批樣品的前處理。

2.3 凈化方法的選擇

植物油中含有大量的脂肪、有機(jī)酸、色素、甾醇、芳香烴類物質(zhì)，研究經(jīng)常采用弗羅里硅土、固相萃取柱、硅膠固相萃取柱以及C18固相萃取柱進(jìn)行凈化［6-8］，試驗(yàn)步驟繁瑣、耗時(shí)。QuEChERS樣品前處理法具有快速、簡(jiǎn)易、便宜、有效等特點(diǎn)，該方法應(yīng)用于極性、非極性的農(nóng)藥種類大都能得到較好的回收率和較好的重現(xiàn)性，目前在實(shí)驗(yàn)室中不斷得到應(yīng)用推廣。QuEChERS中使用頻率較高，效果較好的吸附劑主要集中在C18、PSA和GCB吸附劑，PSA可與金屬離子產(chǎn)生螯合作用，有效去除脂肪酸、有機(jī)酸、色素、糖類等干擾雜質(zhì)［9］；C18的官能團(tuán)含碳量10%，具有比表面積大、吸附能力強(qiáng)的特點(diǎn)，可較好除去脂類、脂肪等非極性物質(zhì)的干擾［10］；GCB對(duì)于色素和甾醇有較好的去除能力。參考市售QuEChERS試劑盒中凈化材料的種類及用量（250 mg PSA、150 mg GCB及750 mg無水MgSO4），通過對(duì)植物油樣品進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)（n=3），研究了3種常用吸附劑組合對(duì)15種農(nóng)藥回收率的影響，結(jié)果見表2。由表2可知，PSA組合GCB對(duì)目標(biāo)化合物回收率最高，無水MgSO4對(duì)目標(biāo)農(nóng)藥回收率無明顯影響。為簡(jiǎn)化試驗(yàn)步驟、節(jié)約材料，本試驗(yàn)不使用無水MgSO4。

表2 不同吸附劑組合對(duì)15種農(nóng)藥回收率的影響 （單位：%）

2.4 基質(zhì)效應(yīng)的考察

基質(zhì)效應(yīng)（Matrix effects，ME）是指樣品分析液中由于分析物以外的其他組分的作用影響了分析物的響應(yīng)值，使目標(biāo)化合物在儀器上的響應(yīng)發(fā)生增強(qiáng)或減弱的現(xiàn)象，從而影響定量分析的準(zhǔn)確度和重現(xiàn)性［11，12］?；|(zhì)效應(yīng)=基質(zhì)匹配校準(zhǔn)曲線斜率/純?nèi)軇?biāo)準(zhǔn)曲線斜率［13］，比值越接近1，基質(zhì)效應(yīng)越小。斜率比在0.80～1.20，則認(rèn)為無基質(zhì)效應(yīng)；反之，則認(rèn)為基質(zhì)效應(yīng)對(duì)定量檢測(cè)具有較大的影響。本試驗(yàn)分別用空白植物油基質(zhì)溶液、丙酮配制15種目標(biāo)農(nóng)藥不同濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，在儀器條件下進(jìn)樣測(cè)定。結(jié)果表明，甲拌磷、甲霜靈、毒死蜱、氟蟲腈、氟蟲腈砜為弱基質(zhì)效應(yīng)；嘧霉胺、氟甲腈、氟蟲腈硫醚、腐霉利、克螨特、噠螨靈、苯醚甲環(huán)唑?yàn)橹械然|(zhì)效應(yīng)；二甲戊樂靈、蟲螨腈、溴螨酯為強(qiáng)基質(zhì)效應(yīng)。因此，植物油基質(zhì)中15種目標(biāo)農(nóng)藥均存在不同程度的基質(zhì)效應(yīng)，選擇基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量，以抵消基質(zhì)效應(yīng)的影響。

2.5 方法評(píng)價(jià)

2.5.1 線性范圍、方法檢出限和定量限采用GCMS法依次測(cè)定0.050 0、0.100 0、0.150 0、0.200 0、0.025 0、0.500 0 μg/mL的混合標(biāo)準(zhǔn)工作液，以15種農(nóng)藥的峰面積對(duì)其質(zhì)量濃度繪制線性工作曲線，結(jié)果見表3。15種農(nóng)藥在0.050 0～0.500 0 μg/mL呈良好的線性范圍，相關(guān)系數(shù)R2為0.995 3～0.999 3。用添加法確定測(cè)定定量限，以實(shí)際檢測(cè)時(shí)的信噪比（S/N）為3作為檢出限時(shí)，該方法中15種農(nóng)藥的定量限為0.030～0.088 μg/mL，符合分析方法的要求。

表3 15種農(nóng)藥的線性曲線及相關(guān)系數(shù)

2.5.2 準(zhǔn)確度和精密度取15.00 g樣品，加標(biāo)水平為0.050、0.100、0.200 μg/mL，每個(gè)做5個(gè)平行樣。按照“1.3.1”進(jìn)行樣品前處理，按“1.3.2”進(jìn)行測(cè)定?；厥章屎蚏SD見表4，加標(biāo)樣品色譜見圖2。15種農(nóng)藥的回收率在83.4%～106.8%，RSD在2.4%～4.8%，說明該方法準(zhǔn)確可靠。

圖2 加標(biāo)樣品中的15種農(nóng)藥色譜

表4 15種農(nóng)藥加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果（n=5）（單位：%）

3 小結(jié)與討論

本試驗(yàn)采用QuEChERS前處理技術(shù)結(jié)合氣相色譜法建立了食用植物油中15種農(nóng)藥殘留的分析方法，該方法具有操作簡(jiǎn)單、快速、實(shí)用、高效等優(yōu)點(diǎn)，可滿足快速處理大批量農(nóng)藥殘留樣品的需求。能有效地解決食用植物油樣品中復(fù)雜基質(zhì)前處理比較繁瑣的現(xiàn)狀，有機(jī)試劑消耗量小，污染環(huán)境少，簡(jiǎn)化提取，凈化步驟，大大降低了檢測(cè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，對(duì)檢測(cè)人員的危害小，大大提高了回收率，均符合農(nóng)藥殘留的檢測(cè)要求，具有較好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，可應(yīng)用指導(dǎo)日常的檢測(cè)工作，也是一種值得推廣的分析方法。