氣相色譜-質(zhì)譜法測定辣椒中蟲螨腈殘留及消解動態(tài)

劉曉鵬,劉秋蕊,馬翠華

氣相色譜-質(zhì)譜法測定辣椒中蟲螨腈殘留及消解動態(tài)

劉曉鵬1,劉秋蕊1,馬翠華2*

1. 濱州市檢驗檢測中心, 山東 濱州 256600 2. 博興縣綜合檢驗檢測中心, 山東 博興 256500

為建立蟲螨腈在辣椒基質(zhì)殘留的氣相色譜-質(zhì)譜檢測方法，并研究蟲螨腈在辣椒中的消解動態(tài)和最終殘留量。樣品經(jīng)乙腈提取、N-丙基乙二胺吸附劑（PSA）凈化，通過辣椒基質(zhì)標準曲線外標法進行定量，對不同采收階段的辣椒樣品殘留量進行測定。結(jié)果表明：辣椒基質(zhì)中蟲螨腈在20～500 μg/kg范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系，線性方程為=1930.5-2.1123，=0.9983；在0.02，0.30和0.60 mg/kg 3個添加水平下辣椒基質(zhì)中蟲螨腈添加回收率為76.95%～106.5%，相對標準偏差為4.97%～8.29%。蟲螨腈在辣椒中消解動態(tài)試驗結(jié)果表明：兩地辣椒基質(zhì)中蟲螨腈降解均符合一級動力學方程，山東濰坊為=0.0849e-0.131t，半衰期為2.65 d；湖南張家界為=0.1088e-0.152t，半衰期為2.02 d；施藥后7 d，辣椒中蟲螨腈降解率達100%。蟲螨腈在辣椒中最終殘留試驗結(jié)果表明：兩地辣椒中蟲螨腈最高殘留量均小于CAC規(guī)定的辣椒中蟲螨腈的最大殘留限量。通過建立蟲螨腈在辣椒中的分析方法，研究其消解動態(tài)規(guī)律和最終殘留量，明確蟲螨腈在辣椒種植過程中施用不會造成危害性殘留，為蟲螨腈在辣椒上的安全使用提供依據(jù)。

蟲螨腈; 農(nóng)藥殘留; 測定

蟲螨腈是一種吡咯類殺蟲劑，能夠作用于害蟲體內(nèi)細胞的線粒體上、通過抑制多功能氧化酶發(fā)揮作用，主要是抑制其ADP（二磷酸腺苷）向ATP（三磷酸腺苷）轉(zhuǎn)化，破壞其能量傳導[1,2]。該藥對害蟲具有胃毒及觸殺毒性[3,4]，具有一定的內(nèi)吸作用，對于抗性害蟲具有毒殺能力，且具有防效高、持效長、殺蟲譜廣、安全的特點[5]。蟲螨腈是一種中度危險殺蟲劑[6]，自2018年起國內(nèi)陸續(xù)出現(xiàn)蟲螨腈急性中毒報道[7,8]。

中國農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)登記的蟲螨腈類農(nóng)藥共有137個產(chǎn)品，主要以懸浮劑為主，也有部分原藥；登記的作物主要包括十字花科蔬菜、大白菜、大蔥、姜、小白菜、柑橘、梨、甘藍、節(jié)瓜、芥藍、蘆筍、蘋果、茄子、茶樹、菠菜（保護地）、觀賞菊花、豆角、豇豆、韭菜、黃瓜等20余種，主要作用對象包括小菜蛾、甜菜夜蛾、薊馬、斜紋夜蛾、韭蛆、梨木虱等[9-13]。張愛娟等[14]研究了蟲螨腈在蘆筍中的殘留消解，施藥后間隔3 d的殘留量為0.14 mg/kg，低于日本指定的蘆筍中蟲螨腈最大殘留限量（0.5 mg/kg）；王坦等[15]研究了甘藍中蟲螨腈的殘留消解動態(tài)，結(jié)果表明甘藍中蟲螨腈的消解動態(tài)符合一級動力學方程，半衰期為4.1～11 d，采收間隔14 d后最終殘留量（0.488 mg/kg）可低于我國國家標準GB 2763規(guī)定的最大殘留限量（1 mg/kg）；此外，也有蟲螨腈在西蘭花[16]、青菜[17,18]、菜苔[19]、獼猴桃[20]、金銀花[21]、韭菜[22]、茶葉[23]、姜[24]、南瓜和秋葵[25]等作物上殘留代謝行為的相關(guān)研究，而對于蟲螨腈在辣椒中的殘留及消解行為尚未見有相關(guān)報道。目前，國際食品法典委員會（CAC）已制定蟲螨腈在辣椒中的最高殘留限量值（MRL）為0.3 mg/kg，歐盟已制定蟲螨腈在辣椒中的MRL為0.05 mg/kg，韓國已制定蟲螨腈在辣椒中的MRL值為0.7 mg/kg，我國未制定蟲螨腈在辣椒中的MRL值。

有研究表明，蟲螨腈對于薊馬防治具有顯著效果[26-28]，為將蟲螨腈應用于防治辣椒薊馬病，必須要明確其在辣椒作物上的殘留以及消解行為。目前，在蟲螨腈殘留檢測時，甘藍[29]、芥藍[30]、平菇[31]、土豆[32]以及青菜、生菜、杭白菜、菠菜[33]等都采用QuEChERS法進行樣品前處理，檢測方法主要是GC-ECD、GC-MS、HPLC-MS等。因此本實驗以40%螺蟲乙酯·蟲螨腈懸浮劑（有效成分：螺蟲乙酯25%，蟲螨腈15%）中蟲螨腈為研究對象，建立了QuEChERS-GC-MS檢測方法，研究了其在辣椒基質(zhì)中的消解動態(tài)及最終殘留，為蟲螨腈相關(guān)農(nóng)藥在辣椒種植上的安全合理使用提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

蟲螨腈標準品，純度99.4%，美國CHEM SERVICE公司；乙腈，色譜純，美國Fisher公司；無水硫酸鎂、無水醋酸鈉，分析純，上海試劑廠；氯化鈉、無水乙酸鈉，分析純，北京化工廠；PSA分散固相萃取凈化劑、C18分散固相萃取凈化劑，天津博納艾杰爾科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

GC 2010 PLUS氣相色譜儀、TQ 8040質(zhì)譜儀，日本島津公司；萬分之一天平，瑞士Mettler Toledo公司；IKA-2高速勻漿機，德國IKA公司；高速離心機，美國Thermo公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 田間試驗設(shè)計田間試驗于2018年在山東濰坊（辣椒品種：威師一號）和湖南張家界（辣椒品種：本地種）2地進行。供試藥劑為40%螺蟲乙酯·蟲螨腈懸浮劑（有效成分：螺蟲乙酯25%，蟲螨腈15%），按NY/T 788-2004《農(nóng)藥殘留試驗準則》的要求進行。

1.3.1.1 消解動態(tài)試驗設(shè)試驗小區(qū)3塊，單塊面積為15 m2；施藥劑量：120 g·a.i/ha（制劑量：20 g/667 m2）；施藥1次后0（在施藥后2 h之內(nèi)）、1、3、7、10、14 d采集辣椒樣本。另設(shè)置空白對照區(qū)，采集對照辣椒樣品。

1.3.1.2 最終殘留實驗設(shè)試驗小區(qū)3塊，單塊面積為15 m2；施藥劑量：120 g·a.i/ha（制劑量：20 g/667 m2）；預計離采收期10 d左右最后一次施藥后，間隔7、10 d采集辣椒樣品。另設(shè)置空白對照區(qū)，采集對照辣椒樣品。

1.3.1.3 田間采樣在每個試驗小區(qū)內(nèi)隨機采集6個以上不同部位、正常生長、無病害的辣椒，總重量不少于2000 g；將辣椒切成1～2 cm大小的碎塊，混勻后采用四分法分取2份各150 g，-20 ℃保存。

1.3.2 樣品前處理（1）提取。稱取5 g試樣（精確到0.01 g）于50 mL離心管中，加入10 mL乙腈，均質(zhì)勻漿提取1 min，加入5 g氯化鈉，渦旋振蕩混勻，于5000 r/min下離心5 min。

（2）凈化。取5 mL上層清液加入300 mg PSA，150 mg C18，900 mg無水硫酸鎂，振蕩3 min，5000 r/min離心5 min，取上清液2 mL，氮吹至近干，用1 mL丙酮復溶，過0.22 μm有機濾膜，用于氣相色譜-質(zhì)譜測定。

1.3.3 儀器條件（1）氣相色譜條件。氣相色譜柱：DB-5ms（30 mm×250 μm×0.25 μm）；柱流量：1.2 mL/min；進樣量：1 μL；進樣口溫度：280 ℃；進樣方式：不分流；柱溫箱升溫程序：90 ℃保持1 min，以30 ℃/ min升溫至240 ℃，以10 ℃/ min升溫至290 ℃，保持1 min。傳輸線溫度：280 ℃。

（2）質(zhì)譜條件。離子源：EI；數(shù)據(jù)采集模式：SIM；離子源溫度：230 ℃；四級桿溫度：150 ℃；定性離子(m/z)：328/408；定量離子(m/z)：247。

2 結(jié)果與分析

2.1 方法評價

2.1.1 標準曲線溶劑標準曲線：將100.0 mg/L的蟲螨腈標準溶液用丙酮稀釋配得0.01 mg/L、0.02 mg/L、0.05 mg/L、0.10 mg/L、0.20 mg/L系列溶劑標準溶液，在上述檢測條件下進行測定，以蟲螨腈標準溶液濃度為x，監(jiān)測離子峰面積為繪制溶劑標準曲線，線性方程及相關(guān)系數(shù)如表1。

基質(zhì)標準曲線：將100.0 mg/L的蟲螨腈標準溶液用空白基質(zhì)溶液稀釋配得0.02 mg/kg、0.05 mg/kg、0.10 mg/kg、0.20 mg/kg、0.50 mg/kg系列基質(zhì)標準溶液。在上述檢測條件下進行測定，以蟲螨腈基質(zhì)標準溶液濃度為，監(jiān)測離子峰面積為繪制基質(zhì)標準曲線，線性方程及相關(guān)系數(shù)如表1。

表 1 標準曲線方程和相關(guān)系數(shù)

由表1可知，在對應的線性范圍內(nèi)，溶劑標與基質(zhì)標都具有良好的線性相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)分別為0.9985和0.9983；采用基質(zhì)標準曲線斜率和溶劑標準曲線斜率之比來評價基質(zhì)效應，結(jié)果表明，在該前處理條件下，辣椒基質(zhì)效應對蟲螨腈檢測結(jié)果基本沒有干擾。

2.1.2 添加回收實驗為評價方法的準確度和精密度，設(shè)計了辣椒基質(zhì)中0.02 mg/kg、0.30 mg/kg、0.60 mg/kg 3個水平、5次平行的添加回收實驗，結(jié)果如表2。

表 2 蟲螨腈在辣椒中的添加回收率（n=5）

由實驗結(jié)果可知，蟲螨腈在辣椒中的添加回收率在76.95%～106.5%之間，相對標準偏差在4.97%～8.29%之間，說明本方法能夠滿足辣椒中蟲螨腈殘留檢測要求。

2.2 殘留消解動態(tài)

辣椒上蟲螨腈的殘留消解動態(tài)試驗于2018年在山東濰坊和湖南張家界2地進行。結(jié)果表明，兩個試驗點最后一次施藥后0（在施藥后2 h之內(nèi)）、1、3 d采集的辣椒樣本檢出有蟲螨腈殘留，殘留量均低于CAC以及韓國制定的蟲螨腈在辣椒中的最高殘留限量值（0.3 mg/kg、0.7 mg/kg），但高于歐盟制定的蟲螨腈在辣椒中的最高殘留限量值（0.05 mg/kg）；兩地間結(jié)果存在一定差異，可能與當?shù)貧夂蛞约袄苯菲贩N有關(guān)。經(jīng)分析，兩個試驗點蟲螨腈在辣椒中的殘留均與施藥后采樣間隔時間呈指數(shù)關(guān)系，消解動態(tài)符合一級動力學方程，如圖1。經(jīng)擬合后，獲得消解動力學方程：山東濰坊試驗點為=0.0849e-0.131t，2=0.8136，原始沉積量為0.12 mg/kg，半衰期為2.65 d；湖南張家界試驗點為=0.1088e-0.152t，2=0.8201，原始沉積量為0.16 mg/kg，半衰期為2.02 d，結(jié)果如表3。由殘留消解動態(tài)試驗結(jié)果可知，蟲螨腈在辣椒上具有較快的代謝活動，能夠在較短時間內(nèi)消解掉，3 d內(nèi)消解率能達到50%以上，7 d內(nèi)消解率達到100%。

圖 1 辣椒上蟲螨腈的消解動態(tài)曲線

表 3 辣椒上蟲螨腈的殘留消解動態(tài)

《化學農(nóng)藥環(huán)境安全評價試驗準則第1部分：土壤降解試驗》（GB/T 31270.1-2014）根據(jù)農(nóng)藥的消解行為將農(nóng)藥分為四級：1/2＜30 d，易于降解；30 d＜1/2＜90 d，中等降解；90 d＜1/2＜180 d，較難降解；1/2＞180 d，極難降解。蔣麗君等在青菜中蟲螨腈的消解動態(tài)研究表明，10%蟲螨腈懸浮劑在施藥劑量為40 mL/667 m2、施藥一次的情況下，消解動態(tài)符合一級動力學方程為=1.614e-0.11t，原始沉積量為2.02 mg/kg，半衰期為4.3 d；Sherif等研究了蟲螨腈在南瓜和秋葵中的消解動態(tài)，結(jié)果都符合一級動力學方程，果實中的半衰期在0.20～6.58 d之間，葉片上的半衰期在2.11～4.63 d之間。結(jié)合我們的實驗結(jié)果，可以表明蟲螨腈屬于一種易降解農(nóng)藥。

2.3 最終殘留實驗

辣椒上蟲螨腈的最終殘留試驗于2018年在山東濰坊和湖南張家界2地進行。結(jié)果表明，兩個試驗點預計離采收期10 d左右最后一次施藥后，間隔7、10 d采集的辣椒樣品中均未檢出有蟲螨腈殘留，結(jié)果如表4。由最終殘留試驗結(jié)果可知，施藥7 d后蟲螨腈在辣椒上不會造成殘留污染。

表 4 辣椒上蟲螨腈的最終殘留

3 結(jié)論與討論

本研究基于QuEChERS樣品前處理技術(shù)，建立了蟲螨腈在辣椒基質(zhì)殘留的氣相色譜-質(zhì)譜檢測方法，并根據(jù)NY/T 788-2004《農(nóng)藥殘留試驗準則》相關(guān)要求設(shè)計田間試驗，研究其在辣椒中的消解動態(tài)和最終殘留量。建立的QuEChERS-GC/MS方法在0.02～0.50 mg/kg范圍內(nèi)具有良好的線性，添加回收率在76.95%～106.5%之間，相對標準偏差在4.97%～8.29%之間，其檢出限、準確度、精密度均可滿足辣椒中蟲螨腈檢測需求；兩地的消解動態(tài)試驗結(jié)果符合一級動力學方程，半衰期分別為2.65 d和2.02 d，7 d內(nèi)消解率可達100%；辣椒中蟲螨腈的最終殘留量低于方法檢出限（0.02 mg/kg），均低于CAC及各國限量標準。通過本次研究，表明該藥物對于辣椒作物屬于一種易降解農(nóng)藥，且施藥7 d后采收不會存在殘留風險，為蟲螨腈在辣椒上的安全合理使用提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

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Determination of Residues and Digestion Dynamics of Chlorfenapyr in Pepper by GC-MS

LIU Xiao-peng1, LIU Qiu-rui1, MA Cui-hua2*

1.256600,2.256500,

A gas chromatography-mass spectrometry method was established for the detection of chlorfenapyr residues in pepper. The degradation dynamics and final residues in pepper were evaluated. The samples were extracted with acetonitrile, cleaned up with N-propylethylenediamine adsorbent (PSA), and quantified by matrix standard curve external standard method to determine the residual amount of different samples. The results showed that the method had a good linear relationship in the range of 20-500 μg/kg. The linear equation was=1930.5-2.1123 and the the correlation coefficient was 0.9983. The recoveries at spiked levels of 0.02, 0.30, 0.60 mg/kg were in the range of 76.95%～106.5%, with relative standard deviations of 4.97%～8.29%. The degradation dynamic test in pepper showed that the degradation conformed to the first-order reaction kinetics. The first-order reaction kinetic of Weifang was=0.0849e-0.131tand the half-life was 2.65 d. The first-order reaction kinetic of Shijiazhuang was=0.1088e-0.152tand the half-life was 2.02 d. After 7 days of application, the degradation rate of chlorfenapyr in pepper reached 100%. The final residue test in pepper showed that the maximum residue level of chlorfenapyr was lower than the maximum residue limit of CAC. By establishing an analytical method for chlorfenapyr in peppers, degradation dynamics and final residues were studied. It shows that no harmful residues will be caused during the planting process, which provides a basis for the safe use of pesticides.

Chlorfenapyr; pesticide residues; determination

S481+.8

A

1000-2324(2022)04-0543-05

10.3969/j.issn.1000-2324.2022.04.007

2022-05-04

2022-05-27

劉曉鵬(1977-),女,大學本科,研究方向為農(nóng)產(chǎn)品、畜產(chǎn)品、水產(chǎn)品、食品檢測. E-mail:380894468@qq.com

Author for correspondence. E-mail:595207091@qq.com