多壁碳納米柱凈化法檢測(cè)茶葉中多種農(nóng)藥殘留

周宏霞，王妙，張梅超，張羽

威海市食品藥品檢驗(yàn)檢測(cè)研究院（威海 264210）

茶葉作為天然綠色的健康飲品深受?chē)?guó)內(nèi)外消費(fèi)者的喜愛(ài)。但是茶葉在種植過(guò)程中會(huì)使用一些農(nóng)藥，以防治和減少茶樹(shù)病蟲(chóng)害的危害，但可能導(dǎo)致茶葉中殘留農(nóng)藥而危害人體健康。因此茶葉中農(nóng)殘檢測(cè)一直是國(guó)內(nèi)外食品監(jiān)管部門(mén)的監(jiān)測(cè)重點(diǎn)。歐盟、日本等國(guó)家或地區(qū)對(duì)茶葉中農(nóng)藥殘留做了嚴(yán)格要求，并制定最大殘留限量（MRL），我國(guó)的GB 2763—2021《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中農(nóng)藥最大殘留限量》中規(guī)定茶葉中各種農(nóng)殘的限量要求[1-2]。因此開(kāi)展茶葉中多種農(nóng)藥殘留的檢測(cè)，對(duì)茶葉中的農(nóng)殘進(jìn)行監(jiān)控是十分必要。

農(nóng)藥殘留前處理技術(shù)主要包括液液萃取法[3-5]、固相萃取法[6-7]、薄層色譜法和QuEChERS[8-11]。QuEChERS方法具有分析速度快、通量大、效率高且成本低等特點(diǎn)，能夠很好地與液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜檢測(cè)技術(shù)融合，滿足高通量、高選擇性、高靈敏度的檢測(cè)技術(shù)要求。QuEChERS凈化法一般采用乙二胺-N-丙基硅烷（primary secondary amine，PSA）、石墨化碳黑（graphitized carbon black，GCB）和十八烷基硅膠鍵合相（C18）等物質(zhì)為凈化劑[12]。但是茶葉基質(zhì)復(fù)雜，采用一般的QuEChERS凈化劑進(jìn)行凈化，會(huì)存在凈化不徹底，存在基質(zhì)干擾的現(xiàn)象發(fā)生。多壁碳納米是一種新型碳納米材料，由于具有比表面積大、吸附能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，被應(yīng)用于改進(jìn)QuEChERS方法的凈化性能[13-15]。IC-NANO-C是多壁碳納米柱的一種，它采用表面鍵合特殊官能團(tuán)修飾，增加了對(duì)色素、脂肪酸等干擾物的選擇性，并且通過(guò)表面去活技術(shù)，控制材料對(duì)藥物的過(guò)分吸附力，保證敏感性農(nóng)藥的回收率。該種材料比表面積大，具有典型的層狀中空結(jié)構(gòu)特征，增大其比表面積，增加材料的附載能力。

近年來(lái)，用多壁碳納米柱對(duì)茶葉進(jìn)行凈化，液質(zhì)聯(lián)用法進(jìn)行檢測(cè)的研究未見(jiàn)報(bào)道。試驗(yàn)采用IC-NANO-C多壁碳納米柱對(duì)茶葉樣品進(jìn)行凈化進(jìn)行多農(nóng)殘留量的分析，建立一種快速、簡(jiǎn)便、高效的檢測(cè)茶葉中多種農(nóng)殘的方法。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

LC-30AD島津高效液相色譜儀（日本島津公司）；AB6500 Qtrap三重四極桿質(zhì)譜儀（美國(guó)AB公司）；離心機(jī)（Eppendorf）；渦旋混合器（德國(guó)IKA公司）；電子天平（0.1 mg，賽多利斯）；Milli-Q超純水器（美國(guó)Milipore公司）。

乙腈、甲酸（均為色譜純，Thermo）；滅多威、甲拌磷、水胺硫磷、吡蟲(chóng)啉、毒死蜱、克百威標(biāo)準(zhǔn)物（100 μg/mL，農(nóng)業(yè)部環(huán)境質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心）；IC-NANO-V、IC-NANO-C（均為天津博納艾杰爾科技有限公司）。

綠茶葉樣品（購(gòu)自當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)）；空白基質(zhì)樣品（來(lái)自購(gòu)買(mǎi)樣品初篩后確定無(wú)殘留的樣品）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 樣品前處理

準(zhǔn)確稱取2.0 g（精確至0.01 g）制備好的茶葉粉末于50 mL離心管內(nèi)，加入10 mL水渦旋混勻后，靜止浸泡30 min，準(zhǔn)確加入10 mL 1%的乙酸酸化乙腈渦旋1 min，加入4 g無(wú)水硫酸鎂和1 g氯化鈉劇烈震蕩1 min后，按5 000 r/min離心5 min。取1 mL上清液于IC-NANO-C凈化柱中，推出，反復(fù)推吸操作3～4次，上清液過(guò)0.22 μm有機(jī)濾膜，待上機(jī)檢測(cè)。

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

準(zhǔn)確移取0.1 mL質(zhì)量濃度100 μg/mL的滅多威、水胺硫磷、甲拌磷、克百威、毒死蜱、吡蟲(chóng)啉、氧樂(lè)果7種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)于10 mL容量瓶中，加入乙腈定容得質(zhì)量濃度1 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)中間液，于-18 ℃保存。根據(jù)試驗(yàn)需求，按照1.2.1的樣品前處理步驟處理空白茶葉樣品制得空白樣品基質(zhì)，用空白基質(zhì)溶液配制質(zhì)量濃度1，5，10，20，50和100 ng/mL的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液系列。

1.2.3 液相色譜-質(zhì)譜條件

色譜柱Kinetex?C18（2.1 mm×100 mm，2.6 μm）。流動(dòng)相A為0.1%甲酸水；流動(dòng)相B為甲醇；柱溫30℃；流速0.30 mL/min；進(jìn)樣量2.0 μL；液相梯度洗脫：0～2.0 min，95% A；2.0～9.0 min，95%～5% A；9.0～12.0 min，5% A；12.0～12.1 min，5%～95% A；12.1～14.0 min，95% A。

離子源采用電噴霧離子源（ESI）正離子模式；掃描模式采用多反應(yīng)監(jiān)測(cè)（MRM）模式；離子源溫度500 ℃；電噴霧電壓5 500 V；氣簾氣壓35 psi；霧化氣壓55.0 psi；輔助氣壓55.0 psi。7種農(nóng)藥的質(zhì)譜條件見(jiàn)表1。

表1 MRM條件下的7種農(nóng)藥的質(zhì)譜參數(shù)

2 結(jié)果與討論

2.1 儀器條件的優(yōu)化

2.1.1 質(zhì)譜條件的優(yōu)化

將各農(nóng)藥配制成50 μg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。直接注入質(zhì)譜儀，采用正離子掃描模式，得到準(zhǔn)確的母離子，利用質(zhì)譜儀自動(dòng)優(yōu)化功能，篩選二級(jí)碎片離子信息，獲得碎片離子及碰撞能量，并將母離子和2個(gè)信號(hào)較強(qiáng)的子離子組成監(jiān)測(cè)離子對(duì)，以MRM多反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式進(jìn)行檢測(cè)。

2.1.2 液相條件的優(yōu)化

試驗(yàn)比較甲醇-水、乙腈-水、乙腈-0.1%甲酸水溶液、甲醇-0.1%甲酸水溶液、作為流動(dòng)相時(shí)對(duì)化合物分析結(jié)果的影響。結(jié)果表明，采用甲醇-0.1%甲酸水的流動(dòng)相，7種物質(zhì)分離度好，相應(yīng)值也高，因此采用此流動(dòng)相。在該條件下所得的多反應(yīng)監(jiān)測(cè)總離子流色譜圖見(jiàn)圖1。

圖1 7種農(nóng)藥的總離子流圖

2.2 樣品處理?xiàng)l件的優(yōu)化

2.2.1 凈化柱的選擇

采用IC-NANO-C柱、IC-NANO-V柱及PSA凈化管進(jìn)行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)IC-NANO-C凈化效果最好，回收率比較穩(wěn)定，提取液顏色淺，適合于茶葉這類高色素，復(fù)雜基質(zhì)樣品的凈化。

2.2.2 提取液的選擇

在農(nóng)藥殘檢測(cè)過(guò)程中，常用的有機(jī)溶劑有乙腈、甲醇、乙酸乙酯等，這幾種提取劑的提取效果相差不大。但是由于茶葉的基質(zhì)比較復(fù)雜，甲醇、乙酸乙酯作為提取劑時(shí)，得到的提取液顏色較深，不利于后續(xù)的凈化，而乙腈作為提取劑時(shí)其提取出的咖啡因、色素等雜質(zhì)相對(duì)較少，且能同時(shí)沉淀蛋白等，因此選用乙腈，并且這7種物質(zhì)為正離子模式電離，在酸性條件下響應(yīng)值較高，因此采用1%乙酸酸化乙腈進(jìn)行提取。

2.3 基質(zhì)效應(yīng)

在液質(zhì)檢測(cè)過(guò)程中基質(zhì)效應(yīng)會(huì)影響方法的靈敏度、精密度和準(zhǔn)確度。試驗(yàn)運(yùn)用相對(duì)響應(yīng)值的方法[16]評(píng)價(jià)7種農(nóng)藥的基質(zhì)效應(yīng)。

式中：A為基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液的響應(yīng)值；B為乙腈溶劑標(biāo)準(zhǔn)溶液的響應(yīng)值。

當(dāng)ME為正值是基質(zhì)增強(qiáng)，為負(fù)值時(shí)是基質(zhì)抑制。由表2可知，7種茶葉中滅多威、水胺硫磷、甲拌磷、克百威、吡蟲(chóng)啉、氧樂(lè)果的ME均為負(fù)值，毒死蜱的ME為正值。茶葉對(duì)這7種物質(zhì)都有一定的基質(zhì)效應(yīng)，因此采用空白基質(zhì)提取液配制標(biāo)準(zhǔn)溶液，進(jìn)行外標(biāo)法定量。

2.4 方法的線性及檢出限

按照1.2.2配制系列質(zhì)量濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，按照1.2.3的儀器條件進(jìn)行測(cè)定，以質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，7種待測(cè)農(nóng)藥的峰面積為縱坐標(biāo)建立校準(zhǔn)曲線。采用空白基質(zhì)樣品加標(biāo)的試驗(yàn)來(lái)確定方法的檢出限，以定量離子對(duì)和定性離子對(duì)的3倍信噪比（S/N）確定方法的檢出限。由表2可知，7種待測(cè)農(nóng)藥均在1～100 ng/mL范圍內(nèi)線性良好，相關(guān)系數(shù)（r）均不小于0.996 2，SLOD為2.0～5.0 μg/kg。

表2 7種農(nóng)藥的線性方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限和基質(zhì)效應(yīng)

2.5 方法的精密度及回收率

基質(zhì)效應(yīng)對(duì)樣品檢測(cè)具有一定影響，為提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性，采用空白綠茶樣品進(jìn)行加標(biāo)試驗(yàn)。取空白的茶葉樣品，對(duì)7種農(nóng)藥進(jìn)行5，10和50 μg/kg 3個(gè)水平的加標(biāo)回收試驗(yàn)，每個(gè)濃度做6個(gè)平行樣品，按照1.2的試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果如3表所示。結(jié)果顯示，7種農(nóng)殘的平均回收率為78.0%～100.9%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.17%～6.22%，滿足農(nóng)殘檢測(cè)的要求。

表3 方法回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差

3 結(jié)論

試驗(yàn)采用多壁碳納米柱對(duì)茶葉復(fù)雜基質(zhì)進(jìn)行進(jìn)化，結(jié)合液質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)行快速檢測(cè)。IC-NANO-C柱凈化效果好，能去除茶葉中的色素干擾，農(nóng)藥殘留回收率高。液質(zhì)聯(lián)用質(zhì)譜儀能對(duì)樣品進(jìn)行快速定性、定量，解決同時(shí)檢測(cè)茶葉中多農(nóng)殘的檢測(cè)問(wèn)題。通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：7種農(nóng)藥的SLOD為2～5 μg/kg，回收率為78.0%～100.9%，該方法簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確，適合用于茶葉中多農(nóng)殘的檢測(cè)。