QuEChERS-超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定玉米粉中22 種農(nóng)藥殘留

袁 園

（肇慶市食品檢驗(yàn)所，廣東 肇慶 526000）

引 言

近年來(lái)，我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展進(jìn)入了新的進(jìn)程，現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)基于植物學(xué)、動(dòng)物學(xué)的高速發(fā)展，在物理化學(xué)等多學(xué)科的幫助下，走上了區(qū)域化、專業(yè)化的道路，成為了新中國(guó)不可或缺的商品經(jīng)濟(jì)一環(huán)。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，農(nóng)藥毫無(wú)疑問(wèn)扮演著重要角色，是預(yù)防和控制蟲(chóng)害的主力軍，其成本低，作用顯著，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的必需品[1]。然而農(nóng)藥的使用不可避免地會(huì)產(chǎn)生農(nóng)藥的殘留，而生產(chǎn)作物中農(nóng)藥的殘留會(huì)對(duì)人體造成很大影響，也會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成一定的破壞[2]。當(dāng)下，為了防止常見(jiàn)的農(nóng)作物病害，有機(jī)磷、氯類和擬菊酯類等農(nóng)藥被大批量使用，1997 年國(guó)家頒布《農(nóng)藥管理?xiàng)l例》并逐漸完善，直至今日，《中華人民共和國(guó)食品安全法》的頒布確立了我國(guó)對(duì)農(nóng)藥殘留限量標(biāo)準(zhǔn)，確立了農(nóng)藥殘留檢測(cè)分析的參考[3]。玉米田中的病蟲(chóng)害問(wèn)題一直是困擾我國(guó)玉米相關(guān)產(chǎn)業(yè)的問(wèn)題之一，化學(xué)防治是主要的針對(duì)措施，相對(duì)的，化學(xué)農(nóng)藥在玉米加工產(chǎn)品中的殘留也是不可忽視的，那么制定一個(gè)準(zhǔn)確有效的農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)就對(duì)保障人類健康有著較為重要的意義。

然而，現(xiàn)有的檢測(cè)條件并不成熟，分辨有機(jī)磷、氯農(nóng)藥殘留較為復(fù)雜，需要分開(kāi)檢測(cè)并花費(fèi)大量的人力物力。現(xiàn)有常見(jiàn)檢測(cè)農(nóng)藥殘留的方法一般以氣相色譜（Gas chromatography）[4]和液相色譜（Liquid Chromatogram）為主，或搭配質(zhì)譜法連用，如氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法（Gas chromatography-mass spectrometer）[5]以及液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法（Liquid Chromatogrammass spectrometer）[6]，但這些方法的應(yīng)用范圍較小，有著較大的局限性，且由于玉米粉成分的復(fù)雜性，往往會(huì)有基質(zhì)效應(yīng)，對(duì)農(nóng)藥殘留測(cè)定干擾較大。相比而言，超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜（Ultra-performance liquid chromatography - tandem mass spectrometry）測(cè)量過(guò)程迅速有效，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確、靈敏，對(duì)玉米粉這種基質(zhì)復(fù)雜、干擾嚴(yán)重的化合物檢測(cè)分析具有相當(dāng)優(yōu)越的適應(yīng)性。

同時(shí)，為了防止基質(zhì)效應(yīng)對(duì)結(jié)果的影響，需要合理的凈化前處理來(lái)降低基質(zhì)作用，當(dāng)前，對(duì)農(nóng)藥殘留檢測(cè)樣品進(jìn)行前處理的技術(shù)有很多種，傳統(tǒng)的方法有液液萃取（liquid-liquid extraction）、固相萃?。╯olid-phase extraction）、基質(zhì)固相分散（matrix solid-phase dispersion）、固相微萃?。╯olid phase microextraction）、凝膠色譜（gel filtration chromatography）[7,8]和QuEChERS[9,10]。現(xiàn)在運(yùn)用最為廣泛的方法是Qu-EChERS 法，與傳統(tǒng)的基質(zhì)固相分散法和固相萃取法相比，QuEChERS 法測(cè)量簡(jiǎn)便快速，成本低廉，大幅度降低了成本和節(jié)省了時(shí)間[11]。

本文借鑒農(nóng)藥檢測(cè)的相關(guān)文獻(xiàn)，以玉米粉作為研究對(duì)象，通過(guò)QuEChERS 法對(duì)樣品進(jìn)行前處理，使用乙腈溶液為萃取劑，結(jié)合超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法對(duì)玉米田中可能出現(xiàn)的22 種農(nóng)藥殘留為目標(biāo)化合物，快速檢測(cè)玉米粉中農(nóng)藥殘留。

1 材料與儀器

使用的材料儀器如下表1 所示。

表1 本文使用的材料及儀器Table 1 The materials and instruments used in this paper

（續(xù)表1）

1 實(shí)驗(yàn)方法

稱量8.0g 玉米粉研磨后置于50mL 的聚苯乙烯（EPS）中，渦旋分散混勻后向其中再加入20mL 乙腈溶液，再次分散混勻，靜置3min 后緩慢加入5.0g氯化鈉，混勻后轉(zhuǎn)移至離心管中，振蕩1min 后離心5min，離心速度調(diào)節(jié)至4000r/min。離心后靜置2min取上清液10mL，與0.2g 硫酸鎂，50mL PSA，50mg C18 和10mL EPS 混勻再次振蕩離心1min，離心速度依然選擇4000 r/min，靜置5min 后取上清液，氮吹濃縮處理，加入1∶1 含量的丙酮和正己烷，定容至1mL，使用液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀對(duì)得到的溶液進(jìn)行檢測(cè)。

圖1 22 種農(nóng)藥MRM 色譜圖Fig.1 The MRM chromatograms of 22 kinds of pesticides

液相色譜測(cè)試參數(shù)如下：WelchXtimateC18（4.6mm×150mm，5μm）色譜柱，以水（A），乙腈（B）為流動(dòng)相，梯度洗脫程序：0～6min，90%A→65%A；6～8min，65%A→45%A；8～14.5min，45%A→30%A；14.5～20min，30%A →10%A；20～20.5min，10%A →90%A；20.5～22min，90%A），流速0.8mL/min，采集時(shí)間為22min，柱溫30℃，進(jìn)樣量2μL，得到色譜圖如圖1。

2 實(shí)驗(yàn)優(yōu)化

2.1 提取溶劑的選擇

對(duì)農(nóng)藥檢測(cè)工藝來(lái)說(shuō)，農(nóng)藥提取步驟尤為重要，不同提取溶劑的提取效率決定了試驗(yàn)的精確性，而提取效率是由樣品本身和提取溶劑兩者的理化性質(zhì)決定的。對(duì)于有機(jī)物而言，有機(jī)溶劑如丙酮、乙腈、乙酸乙酯、醚類等常用于農(nóng)藥殘留的提取溶劑，在本文的實(shí)驗(yàn)中，使用丙酮作為提取溶劑時(shí)，22 種農(nóng)藥的平均回收率達(dá)到118.2%，乙腈次之，平均回收率為103.8%，乙酸乙酯作為提取劑時(shí)平均回收率為91.7%，結(jié)合文獻(xiàn)可知，可能是某些農(nóng)藥的基質(zhì)增強(qiáng)和丙酮對(duì)其他雜質(zhì)的提取能力也很高的原因[12]，綜合考慮下，本文使用乙腈作為提取溶劑。

2.2 吸附劑的選擇

商用玉米粉中的化合物較為復(fù)雜，含有較多的色素和糖類、油脂等，PSA 和C18 能夠有效地去除玉米粉中含有的某些有機(jī)酸和色素、糖精等雜質(zhì)，硫酸鎂作為一種易于吸水的化合物，且硫酸鎂吸水時(shí)會(huì)放出大量的熱能，升高提取溶液的溫度，有利于農(nóng)藥殘留的提取過(guò)程[13]。故而本文使用一定量的PSA，C18 和硫酸鎂作為吸附劑。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)

在使用優(yōu)化后的工藝條件對(duì)制備的樣品進(jìn)行測(cè)定，以農(nóng)藥殘留的質(zhì)量濃度為X 軸，峰面積為Y軸繪制22 種農(nóng)藥殘留的標(biāo)準(zhǔn)曲線。對(duì)曲線進(jìn)行擬合得到的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在50～200μg/L 濃度范圍內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)曲線呈良好的線性關(guān)系且相關(guān)系數(shù)均高于0.99。具體相關(guān)系數(shù)（R2）檢出限（LODs），定量限（LOQs）如表2。

表2 玉米粉中22 種農(nóng)藥的曲線的相關(guān)系數(shù)、檢出限、定量限及基質(zhì)效應(yīng)Table 2 The correlation coefficient, limit of detection, limit of quantification and matrix effect of the curves of 22 kinds of pesticides in corn flour

（續(xù)表2）

2.4 基質(zhì)效應(yīng)

玉米粉中的雜質(zhì)被提取溶劑提取后，會(huì)對(duì)檢測(cè)的結(jié)果有所影響，基質(zhì)效應(yīng)的相對(duì)強(qiáng)度被定義為空白基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)值和純?nèi)軇?biāo)準(zhǔn)響應(yīng)值的比值[14]，當(dāng)此比值大于1 時(shí)認(rèn)為此基質(zhì)效應(yīng)是相對(duì)增強(qiáng)的，相反，當(dāng)此比值小于1 時(shí)認(rèn)為此基質(zhì)效應(yīng)是抑制的。在本文中，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀察，大部分的農(nóng)藥殘留呈現(xiàn)一個(gè)相對(duì)增強(qiáng)的效應(yīng)，小部分農(nóng)藥殘留如甲胺磷、敵敵畏和乙酰甲胺磷呈現(xiàn)出一個(gè)抑制效應(yīng)。

2.5 回收率和精密度

實(shí)驗(yàn)測(cè)得的回收率和精密度如表3 所示。

表3 22 種農(nóng)藥玉米粉基質(zhì)的加標(biāo)回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差Table 3 The standard recovery rates and relative standard deviations of 22 kinds of pesticide in corn flour matrix

（續(xù)表3）

3 結(jié) 論

本文對(duì)玉米粉中22 種農(nóng)藥殘留進(jìn)行了檢測(cè)分析，在利用超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜對(duì)樣品進(jìn)行農(nóng)藥殘留的分析檢測(cè)前，使用了QuEChERS 法對(duì)樣品進(jìn)行前處理，并對(duì)實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行了一定程度上的優(yōu)化，該方法經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，具有靈敏迅捷的優(yōu)點(diǎn)，可以適用于玉米粉中農(nóng)藥殘留的檢測(cè)。