氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定小麥籽粒中多效唑殘留量

侯曉慧 魏珂 田繼鋒 宋國華 薛科宇

摘 要：建立一種氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜檢測小麥籽粒中多效唑的分析方法。樣品經(jīng)乙腈提取，利用多壁碳納米管對QuEChERS方法進行改進，醋酸鈉、硫酸鎂作為提取劑、多壁碳納米管為凈化劑，提取液氮吹定容，氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀檢測。多壁碳納米管用量為5 mg時，凈化效果較好，滿足分析檢測要求;多效唑在0.01～0.40 mg·L-1線性良好，相關(guān)系數(shù)r2為0.998 9?？瞻谆|(zhì)加標實驗中，多效唑的回收率為89.44%～102.96%，相對標準偏差為3.4%～9.5%。該方法操作簡單，分析準確，檢測靈敏度高，回收率、精密度穩(wěn)定，適用于小麥籽粒中多效唑的檢測。

關(guān)鍵詞：多壁碳納米管;氣相色譜-質(zhì)譜法;小麥籽粒

Determination of Paclobutrazol in Wheat Kernels by Gas Chromatography-Mass Spectrometry

HOU Xiaohui， WEI Ke， TIAN Jifeng， SONG Guohua， XUE Keyu*

（Agricultural Products Quality and Safety Testing and Inspection Center of Xuchang， Xuchang Key Laboratory of Quality and Safety Inspection and Risk Assessment of Agricultural Products，?Xuchang 461000， China）

Abstract： A method for the determination of paclobutrazol in wheat kernels by GC-MS/MS was established. The sample was extracted by acetonitrile. The extract was cleaned-up by using multi-walled carbon nanotubes as the adsorbent according to the method of QuEChERS. The residues in the extract were detected by GC-MS/MS. The purification effect was good when the consumption of multi walled carbon nanotubes was 5 mg. The linear relationships for the analyte was good in the concentration range of 0.01～0.40 mg·L-1， and the correlation coefficient was 0.998 9. The recoveries were ranged from 89.44 % to 102.96% and the relative standard deviations were 3.4%～9.5%. This method was simple， high sensitive and accuracy， and suitable for detecting paclobutrazol in wheat kernels.

Keywords： multi-walled carbon nanotube; gas chromatography-mass spectrometry; wheat kernels

多效唑是一種植物生產(chǎn)調(diào)節(jié)劑，20世紀80年代引入我國，其能夠抑制植物內(nèi)源赤霉素的合成，達到延緩生長、抑制莖稈伸長、縮短植株節(jié)間、促進花芽分化的作用，具有增加植物抗逆性能，提高產(chǎn)量等效果，在小麥、水稻、花生、大豆和果樹等作物上具有廣泛的應(yīng)用[1-3]。

小麥作為我國主要的糧食作物之一，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有非常重要的地位。數(shù)年來，我國農(nóng)業(yè)科技人員依靠科學技術(shù)、采取多種措施，不斷提高小麥產(chǎn)量，保證糧食安全。農(nóng)藥的使用是其中的主要措施之一。作為一種被廣泛使用的低毒高效農(nóng)藥，許多農(nóng)業(yè)科技人員研究多效唑?qū)π←溕L、產(chǎn)量的影響，以期達到提高產(chǎn)量的目的[4-6]。隨著多效唑用量的增加，其殘留量也在不斷增加。特別是多效唑的理化性質(zhì)相對穩(wěn)定，降解緩慢，在土壤中的吸附率較高，大部分殘留在土壤中，且在表層土壤中的殘留量大于深層土壤[3]。植物根系在吸收土壤中營養(yǎng)的同時，也會吸收土壤中的多效唑殘留，隨著植物的生理活動進而轉(zhuǎn)移至植株的各部位，再通過飲食或食物鏈的富集進入人體，對人們的生活和健康造成安全隱患。

目前，通用的農(nóng)藥殘留的分析方法主要有色譜法、質(zhì)譜法、酶抑制法等;樣品前處理技術(shù)主要有固相萃取法、液液萃取法等[7-10]。QuEChERS法作為一種新穎、快速的分散固相萃取技術(shù)，因其快速、簡單、高效、安全的特點而迅速推廣開來。然而，對于復雜基質(zhì)樣品，QuEChERS法中常用的分散劑、凈化劑不能滿足檢測需求。

碳納米管具有獨特力學、化學性能，被逐漸應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、環(huán)境等領(lǐng)域中[11-12]。在農(nóng)藥殘留方面的研究多集中在果蔬、茶葉中農(nóng)藥殘留的檢測，在小麥農(nóng)藥殘流檢測方面的研究還較少。本研究基于碳納米管的獨特性能，對QuEChERS法進行改進，建立了一種檢測小麥籽粒中多效唑殘留的氣相色譜-質(zhì)譜檢測方法。該檢測方法具有操作簡單、分析準確、靈敏度高、回收率好和精密度穩(wěn)定的特點，符合檢測分析要求，可用于小麥籽粒中多效唑殘留的檢測。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

多效唑標準溶液（1 000 ?g·mL-1，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護科研監(jiān)測所）;環(huán)氧七氯B內(nèi)標（100 ?g·mL-1，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護科研監(jiān)測所）;QuEChERS試劑包（6 g硫酸鎂、1.5 g醋酸鈉，北京綠綿科技有限公司）;多壁碳納米管（外徑20 ～30 nm，內(nèi)徑5～10 nm，長度0.5～2.0 μm，純度>95%，南京先豐納米材料科技有限公司）;乙腈、丙酮（色譜純，美國飛世爾科技有限公司公司）;醋酸（分析純，美國飛世爾科技有限公司）;0.22 μm微孔濾膜（天津市津騰實驗設(shè)備公司）。

SCION TQ氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（德國布魯克公司）;SK5200H型超聲波清洗器（上?？茖С暡▋x器有限公司）;TTL-DCII型氮吹儀（北京同泰聯(lián)科技發(fā)展有限公司）;TUBE MILL C S025型粉碎機（德國艾卡公司）;L-530離心機（湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司）。

1.2 實驗條件

1.2.1 標準溶液配制

準確移取多效唑標準溶液0.8 mL至容量瓶中，用丙酮定容至5 mL，配制成標準儲備液;內(nèi)標物取0.8 mL至容量瓶中，配制成16.00 ?g·mL-1的標準儲備液;隨后，分別轉(zhuǎn)移到棕色瓶中，-20 ℃避光保存。此外，用空白基質(zhì)溶液配制標準工作溶液，配制相應(yīng)濃度的標準溶液，加入10 ?L內(nèi)標溶液，標準溶液現(xiàn)用現(xiàn)配。

1.2.2 樣品制備

實驗用小麥來自于本地生產(chǎn)。取小麥樣品500 g粉碎，過孔徑0.425 mm的篩子，放入聚乙烯袋中備用。

1.2.3 樣品前處理

準確稱取小麥試樣5.00 g于50 mL塑料離心管中，加10 mL水渦旋振蕩混勻，靜置30 min。在離心管中加入15 mL乙腈-醋酸溶液（體積比99∶1），加入QuEChERS試劑包，蓋上離心管蓋子，迅速劇烈振蕩1 min，隨后，以4 200 r·min-1的速度離心5 min;凈化管中加入1.5 g無水硫酸鎂和5 mg多壁碳納米管，取離心后的上清液10 mL于凈化管中，劇烈振蕩1 min混勻，4 200 r·min-1離心5 min;準確吸取上清液6 mL于離心管中，40 ℃水浴氮吹至近干，加入2 mL丙酮后超聲30 s;加入10 ?L內(nèi)標溶液，過微孔濾膜后放入進樣小瓶，待測。

1.2.4 色譜條件

色譜柱TG-5SILMS;分流比1∶20;進樣體積1 μL;程序升溫：初始溫度，50 ℃，保持1.0 min;以30 ℃·min-1升溫至130 ℃，保持0 min;以5 ℃·min-1，升溫至250 ℃，保持0 min;以5 ℃·min-1升溫至300 ℃，保持5 min。

1.2.5 質(zhì)譜條件

電離源模式：EI;電離源極性：陽性;傳輸線溫度：270 ℃;離子源溫度：230 ℃;電子轟擊源：70 V;掃描模式：多反應(yīng)監(jiān)測。

2 結(jié)果與分析

2.1 質(zhì)譜條件優(yōu)化

小麥籽?；|(zhì)比較復雜，含有淀粉、糖類、色素等物質(zhì)，為消除基質(zhì)效應(yīng)，通常采用基質(zhì)配制標準溶液。實驗中，對小麥陰性樣品進行處理，配制基質(zhì)標準溶液。對多效唑標準溶液（0.10 mg·L-1）進行分析，調(diào)節(jié)進樣口溫度、載氣流速、升溫程序等色譜條件，觀察目標化合物的信號響應(yīng)強度、出峰情況。利用質(zhì)譜儀對標準溶液進行全掃描分析，根據(jù)總離子流圖，用儀器自帶的NIST譜庫進行檢索，確定目標化合物的出峰時間;調(diào)整碰撞電壓，確定多效唑的定性離子對和定量離子。如圖1所示，多效唑的出峰時間是21.14 min，定性離子對為236.00>132.00和236.00>167.00，碰撞能量為5 V和20 V，定量離子對為236.00>125.00，碰撞能量為10 V。

2.2 凈化劑的選擇

用空白小麥樣品添加0.10 mg·kg-1濃度的農(nóng)藥，前處理提取過程采用乙腈作為提取劑、用醋酸緩沖鹽包進行提取。在凈化管中加入凈化劑進行凈化，根據(jù)實驗室前期研究，實驗中多壁碳納米管的用量為5 mg;氮吹定容后經(jīng)氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀檢測。樣品平均回收率為81.98%，滿足檢測要求（一般回收率實驗要求70%～120%）。這是因為多壁碳納米管具有納米級別的特殊的中空管狀結(jié)構(gòu)，可以通過非共價力對某些物質(zhì)產(chǎn)生較強的作用力，具有良好的吸附能力[13-14]。此外，多壁碳納米管易制備、市售價格低廉，能夠降低實驗成本[15]。

2.3 方法評價

用選定的質(zhì)譜條件對基質(zhì)標準溶液進行質(zhì)譜分析，滿足定性分析要求，具體結(jié)果見圖1。配制不同質(zhì)量濃度的標準溶液（0.01 mg·L-1、0.02 mg·L-1、0.05 mg·L-1、0.10 mg·L-1、0.20 mg·L-1和0.40 mg·L-1），以峰面積對應(yīng)不同濃度作標準曲線，如表1所示，多效唑在0.01～0.40 mg·L-1線性良好，相關(guān)系數(shù)r2為0.998 9。

對陰性樣品進行3個濃度的加標回收實驗，每個添加水平設(shè)置5組平行樣品，計算平均回收率及相對標準偏差。如表1所示，多效唑的回收率為89.44%～102.96%，相對標準偏差為3.4%～9.5%，回收率及穩(wěn)定性均滿足分析檢測的要求。

2.4 實際樣品的檢測

采用該方法對市場上購買的2份樣品進行分析檢測，沒有檢測到陽性樣品。

3 結(jié)論

本研究采用多壁碳納米管改進的QuEChERS方法為前處理方法，建立了同時測定小麥籽粒中常見殺蟲劑的氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法（GC-MS/MS）。在0.01～0.40 mg·L-1線性良好，加標回收率為89.44%～102.96%，相對標準偏差小于10%，滿足定性分析、定量分析的檢測要求。該方法操作簡單、分析準確、檢測靈敏度高、穩(wěn)定性好，能夠快速檢測小麥籽粒中多效唑殘留，可為小麥的日常農(nóng)藥殘留風險檢測提供技術(shù)支持。

參考文獻

[1]楊江春，劉廣娜，王賀玲.縮節(jié)胺和多效唑在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀[J].吉林農(nóng)業(yè)科技學院學報，2018，27（1）：20-21.

[2]李翠英.多效唑在小麥生產(chǎn)上的合理使用[J].農(nóng)業(yè)知識，2021（4）：14-15.

[3]靳曉拓.多效唑快速檢測方法的建立及其手性化合物對土壤細菌多樣性的影響[D].?？冢汉Ｄ洗髮W，2019.

[4]張曉，李浩然，卜冬寧，等.春季氮肥和多效唑調(diào)控對小麥生育和產(chǎn)量的影響[J].麥類作物學報，2017，37（6）：769-776.

[5]張心玲.多效唑在小麥上的施用效果[J].中國農(nóng)技推廣，2020，36（8）：39-40.

[6]陳開平，耿輝輝，蔣晴，等.矮壯豐與多效唑?qū)π←湹奶镩g效應(yīng)[J].大麥與谷類科學，2016，33（4）：53-55.

[7]楊代鳳，劉騰飛，陸?zhàn)┸?，?氣相色譜-質(zhì)譜法測定小麥中二噁英類多氯聯(lián)苯[J].食品安全質(zhì)量檢測學報，2020，11（17）：6209-6215.

[8]雷汝清，牛宇敏，郭巧珍，等.超高效液相色譜-四極桿飛行時間質(zhì)譜法非靶向篩查西紅柿中三唑類殺菌劑[J].色譜，2020，38（7）：805-816.

[9]曹葉中，蔡文.氣相色譜法測定果蔬中百菌清殘留的方法優(yōu)化[J].食品安全質(zhì)量檢測學報，2020，11（21）：7935-7941.

[10]王思威，劉艷萍，王瀟楠，等.高效液相色譜法同時檢測荔枝果肉中甲基硫菌靈及其代謝物殘留量[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2018，46（35）：174-176.

[11]申惠娟，韓太坤，鄧鋰強，等.碳納米管在環(huán)境檢測與食品安全領(lǐng)域的研究進展[J].微納電子技術(shù)，2022，59（5）：393-398.

[12]吳肖肖，梅秀明，蔣迪堯，等.碳納米材料在有機磷農(nóng)藥檢測樣品前處理中的應(yīng)用研究進展[J].食品科技，2022，47（3）：318-323.

[13]黃佳佳，江東文，楊昭，等.多壁碳納米管固相萃取技術(shù)及其在食品安全檢測中的應(yīng)用[J].食品工業(yè)科技，2016，37（14）：368-374.

[14]孫群.基于碳納米管材料的樣品前處理方法及其在農(nóng)藥殘留檢測方面的應(yīng)用[D].長春：吉林大學，2017.

[15]余斐，陳黎，艾丹，等.多壁碳納米管分散固相萃取-LC-MS/MS法分析煙草中114種農(nóng)藥殘留[J].煙草科技，2015，48（5）：47-56.