氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法同時(shí)檢測果蔬中狄氏劑和烯唑醇兩種農(nóng)藥殘留

黃江鳳

(來賓市檢驗(yàn)檢測中心,廣西 來賓 546100)

農(nóng)藥是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用的一種制劑,主要用于預(yù)防、消滅或者控制危害農(nóng)業(yè)、林業(yè)的病、蟲、草和其他有害生物,以及有目的地調(diào)節(jié)植物、昆蟲生長的化學(xué)合成?！吨袊r(nóng)業(yè)百科全書·農(nóng)藥卷》將農(nóng)藥定義為用來防治危害農(nóng)林牧業(yè)生產(chǎn)的有害生物(害蟲、害螨、線蟲、病原菌、雜草及鼠類)和調(diào)節(jié)植物生長的化學(xué)藥品,通常把改善有效成分物理、化學(xué)性狀的各種助劑也包括在農(nóng)藥的范疇內(nèi)。不同的時(shí)代、不同的國家和地區(qū)對農(nóng)藥的含義和范圍也有所差異。如美國,早期將農(nóng)藥稱之為"經(jīng)濟(jì)毒劑"(Economic poison),歐洲則稱之為"農(nóng)業(yè)化學(xué)品"(Agrochemicals)。20世紀(jì)80年代以前,農(nóng)藥的定義和范圍偏重于強(qiáng)調(diào)對害物的"殺死",但20世紀(jì)80年代以來,農(nóng)藥的概念發(fā)生了很大變化,有的直接將農(nóng)藥定義為"除化肥以外的一切農(nóng)用化學(xué)品"。

全球經(jīng)濟(jì)一體化和食品貿(mào)易國際化使食品安全成為一個(gè)世界性的挑戰(zhàn)和全球重要的公共衛(wèi)生問題。盡管世界各國采取了一系列政策及監(jiān)控措施,但世界范圍內(nèi)涉及食品安全的惡性、突發(fā)事件時(shí)有發(fā)生,食品安全現(xiàn)狀仍然令人擔(dān)憂。我國是農(nóng)業(yè)大國,農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的命脈,但隨著蟲害的增加,其發(fā)生范圍和嚴(yán)重程度對我國國民經(jīng)濟(jì)、特別是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)常造成重大損失。20世紀(jì)80年代以來,以溫室、大棚等多種方式種植蔬菜的面積迅速增加,因病蟲害導(dǎo)致的損失達(dá)到20%以上,在防治病蟲害時(shí),大量使用化學(xué)農(nóng)藥。隨著栽培技術(shù)的不斷進(jìn)步,蔬菜的生長期已越來越短,而隨著環(huán)境污染的加劇,蔬菜的病蟲害也越來越重,絕大部分蔬菜需要連續(xù)多次放藥后才能成熟上市。多年來,由于大量、連續(xù)地使用化學(xué)農(nóng)藥,使得蔬菜中農(nóng)藥殘留量超標(biāo)問題日益突出[1-4],如何準(zhǔn)確、快速、可靠地檢測果蔬中農(nóng)藥殘留成為一項(xiàng)急需解決的重要技術(shù)課題。

隨著質(zhì)譜技術(shù)的發(fā)展,質(zhì)譜技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣。質(zhì)譜儀其基本原理是使試樣中的成分在離子化器中發(fā)生電離,生成不同荷質(zhì)比的帶正電荷離子,經(jīng)加速電場的作用,形成離子束,進(jìn)入質(zhì)量分析器;在質(zhì)量分析器中,再利用電場或磁場使不同質(zhì)荷比的離子在空間上或時(shí)間上分離,或是透過過濾的方式,將它們分別聚焦到檢測器而得到質(zhì)譜圖,從而獲得質(zhì)量與濃度(或分壓)相關(guān)的圖譜。由于質(zhì)譜分析具有靈敏度高,樣品用量少,分析速度快,分離和鑒定同時(shí)進(jìn)行等優(yōu)點(diǎn),因此,質(zhì)譜技術(shù)廣泛的應(yīng)用于食品安全,環(huán)境,醫(yī)藥,刑事科學(xué)技術(shù),生命科學(xué),材料科學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域。有機(jī)質(zhì)譜包括氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)和液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用(LC-MS)等,液質(zhì)聯(lián)用與氣質(zhì)聯(lián)用各有優(yōu)缺點(diǎn)、互為補(bǔ)充。氣質(zhì)聯(lián)用儀(GC-MS)是最早商品化的聯(lián)用儀器,適宜分析小分子、易揮發(fā)、熱穩(wěn)定、能氣化的化合物,通過電子轟擊方式(EI)得到的譜圖,并可與標(biāo)準(zhǔn)譜庫進(jìn)行對比以確認(rèn)化合物?；跉赓|(zhì)聯(lián)用儀的特性,氣質(zhì)聯(lián)用常常被用于農(nóng)藥的檢測。本研究采用氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù),通過篩選條件,優(yōu)化色譜條件參數(shù),建立一種前處理簡單、色譜條件明確、操作簡便、結(jié)果可靠,可實(shí)際應(yīng)用于果蔬中同時(shí)檢測狄氏劑和烯唑醇兩種農(nóng)藥殘留量的測定,以期為檢測該兩種農(nóng)藥殘留提供可靠的試驗(yàn)條件依據(jù)。

1 儀器與材料

1.1 儀器

氣相色譜-三重四級桿質(zhì)譜聯(lián)用儀:配有電子轟擊源(EI);電子天平:感量0.01 g;離心機(jī):轉(zhuǎn)速不低于5 000 r/min;組織搗碎機(jī);水浴氮吹儀:可控溫;渦旋混合器。

1.2 試劑

乙腈(CH3CN,CAS號:75-05-8,色譜純);硫酸鎂(MgSO4,CAS號:7487-88-9,分析純);氯化鈉(NaCl,CAS號:7647-14-5,分析純);檸檬酸鈉(Na3C6H5O7,CAS號:6132-04-3,分析純);檸檬酸氫二鈉(C6H6Na2O7,CAS號:6132-05-4,分析純);乙酸乙酯(CH3COOC2H5,CAS號:141-78-6,色譜純);正己烷(C6H14,CAS號:110-54-3,色譜純);丙酮(CH3COCH3,CAS號:67-64-1,色譜純)。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)品

環(huán)氧七氯B內(nèi)標(biāo);狄氏劑標(biāo)準(zhǔn)品(C12H8Cl6O,CAS號:60-57-1);烯唑醇標(biāo)準(zhǔn)品(C15H17Cl2N3O,CAS號:83657-24-3)。

1.4 材料

dSPE分散固相萃取鹽包(含4g MgSO4、1 g NaCl、1 g Na3C6H5O7、1 g C6H6Na2O7);dSPE分散固相萃取純化管(含900 mg MgSO4,150 mg PSA);dSPE分散固相萃取純化管(含885 mg MgSO4,150 mg PSA,15 mg GCB);乙二胺-N-丙基硅烷化硅膠(PSA):40～60 μm;石墨化炭黑(GCB):40～120 μm;微孔濾膜(有機(jī)相):有機(jī)相微孔濾膜:13 mm×0.22 μm。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

2.1.1 2 μg/mL混合標(biāo)準(zhǔn)工作液

準(zhǔn)確量取1.0 mL 100 μg/mL的各有證標(biāo)準(zhǔn)品(狄氏劑、烯唑醇)至10 mL容量瓶,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)證書使用相應(yīng)溶劑(正己烷、丙酮)定容至刻度,得到濃度為10 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)儲備液。準(zhǔn)確量取1.0 mL 10 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)儲備液至5 mL容量瓶,用乙酸乙酯定容至刻度,得到質(zhì)量濃度為2 μg/mL混合標(biāo)準(zhǔn)工作液。

2.1.2 內(nèi)標(biāo)溶液

有證標(biāo)準(zhǔn)品環(huán)氧七氯B內(nèi)標(biāo)(1 000 μg/mL,1 mL)用乙酸乙酯稀釋至5 μg/mL為內(nèi)標(biāo)溶液。

2.1.3 基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)工作液

準(zhǔn)確移取2 μg/mL混合標(biāo)準(zhǔn)工作液5,10,25,50,100,250,500 μL,用空白樣品基質(zhì)液定容至1 mL,吸取20 μL內(nèi)標(biāo)溶液分別置于以上濃度梯度的混標(biāo)工作液中,得到質(zhì)量濃度梯度為0.01,0.02,0.05,0.10,0.20,0.50,1.0 μg/mL的基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)工作液。

2.2 樣品前處理

QuEChERS前處理:稱取10 g(精確至0.01 g)試樣于50 mL塑料離心管中,加入10 mL乙腈、dSPE分散固相萃取鹽包(含4 g無水硫酸鎂、1 g氯化鈉、1 g檸檬酸鈉、0.5 g檸檬酸氫二鈉),蓋上離心管蓋,劇烈振蕩1 min,劇烈振蕩1 min后5 000 r/min離心5 min。吸取6 mL上清液至15 mL塑料凈化管(內(nèi)含900 mg無水硫酸鎂、150 mg PSA)中;對于顏色較深的試樣,15 mL離心管中加入885 mg無水硫酸鎂、150 mg PSA、15 mg GCB,渦旋混勻1 min。5 000 r/min離心5 min。吸取2 mL上清液于15 mL試管中,40 ℃水浴氮吹至近干,加入20 μL內(nèi)標(biāo)溶液,加入1 mL乙酸乙酯復(fù)溶,過有機(jī)相微孔濾膜(13 mm×0.22 μm),待測定。

2.3 儀器條件

色譜柱信息:SH-Rxi-5Sil MS,膜厚0.25 μm,內(nèi)徑0.25 mm,長度30.0 m;柱箱溫度為50.0 ℃;進(jìn)樣方式為不分流進(jìn)樣,進(jìn)樣口溫度為 250.0 ℃;離子源為EI源,溫度為200 ℃,接口溫度:250 ℃;柱溫箱升溫程序?yàn)?0.0 ℃保持1 min,以25 ℃/min升至 125.0 ℃,再以10 ℃/min升至 300.0 ℃保持15 min。載氣:He,純度99.999%,柱流量為1.69 mL/min;吹掃流量為5.0 mL/min。

3 方法學(xué)驗(yàn)證

3.1 線性關(guān)系考察

在“2.3”項(xiàng)色譜條件下,對各組分質(zhì)量濃度梯度為0.01,0.02,0.05,0.10,0.20,0.50,1.0 μg/mL的基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)工作液依次進(jìn)樣,以質(zhì)量濃度比率(X,μg/mL)為橫坐標(biāo),以平均峰面積比率(Y)為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。狄氏劑標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為Y=5.351 959X-0.058 991,相關(guān)系數(shù)r=0.998 928;烯唑醇標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為Y=42.597 483X-0.156 521,相關(guān)系數(shù)r=0.999 903。結(jié)果表明狄氏劑和烯唑醇在質(zhì)量濃度0.01～1.00 μg/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。

3.2 方法檢出限(MDL)和定量限(MQL)考察

以3倍信噪比對應(yīng)濃度為方法的檢出限(MDL),以10倍信噪比對應(yīng)濃度為方法的定量限(MQL),結(jié)果顯示,狄氏劑的方法檢出限為0.000 09 mg/kg,定量限0.000 3 mg/kg;烯唑醇的方法檢出限為0.000 02 mg/kg,定量限0.000 06 mg/kg,表明該方法靈敏度高。

3.3 精密度考察

在“2.3”項(xiàng)色譜條件下,按“2.2”項(xiàng)下方法對蘋果樣品(原樣品含量為0.016 mg/kg,添加量為0.10 mg/kg)進(jìn)行前處理,按“2.3”中色譜條件重復(fù)進(jìn)樣6針,考察儀器的精密度。狄氏劑連續(xù)測定6次的結(jié)果為0.192,0.193,0.192,0.191,0.192,0.191 μg/mL,烯唑醇連續(xù)測定6次的結(jié)果為0.211,0.212,0.206,0.209,0.211,0.209 μg/mL;在重復(fù)性和再現(xiàn)性條件下,分別獲得的兩次獨(dú)立測試結(jié)果的絕對差值狄氏劑(0.001,0.001)、烯唑醇(0.001,0.003)均未超過重復(fù)性限r(nóng)(狄氏劑為0.038,烯唑醇為0.045)[5],表明該儀器精密度良好。

3.4 加標(biāo)回收率

準(zhǔn)確稱量已測知含量的蘋果(批號NP005)勻漿樣品9份,分別為10.00,10.01,10.01,10.02,10.01,10.01,10.00,10.01,10.01 g,將9份樣品分成3組,每組3份。第1組的3份樣品中每份添加狄氏劑和烯唑醇各0.02 mg/kg,第2組的3份樣品中每份添加狄氏劑和烯唑醇各0.10 mg/kg,第3組的3份樣品中每份添加狄氏劑和烯唑醇各0.50 mg/kg,按照“2.2”項(xiàng)下的制備方法制備低、中、高3種濃度添加水平的供試品溶液共9份,作為低、中、高濃度添加水平的加標(biāo)回收率試驗(yàn)溶液。上述9份樣品按“2.3”項(xiàng)下儀器條件進(jìn)行測定,檢測樣品含量,計(jì)算每份樣品的加標(biāo)回收率。結(jié)果測得狄氏劑低、中、高三種添加水平的平均回收率分別為83.3%,88.0%, 110.0%,烯唑醇低、中、高三種添加水平的平均回收率分別為86.7%,90.3%,102.1%。狄氏劑和烯唑醇低、中、高三種添加水平的加標(biāo)回收率均在80%～120%之間,表明該方法的準(zhǔn)確度良好,本實(shí)驗(yàn)建立的檢測方法可行,可以用于實(shí)際樣品的檢測。結(jié)果見表1。

表1 回收率試驗(yàn)結(jié)果

3.5 實(shí)際樣品測定

按照“2.3”項(xiàng)下條件,建立狄氏劑、烯唑醇的MRM方法,對5個(gè)批次樣品(批號分別為NP001、NP002、NP003、NP004、NP005)進(jìn)行測定,檢測結(jié)果根據(jù)GB 2763—2021《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中農(nóng)藥最大殘留限量》[6]中規(guī)定農(nóng)藥最大殘留限量對檢測結(jié)果進(jìn)行判定。狄氏劑和烯唑醇在GB 2763—2021中對應(yīng)的蘋果限量值分別為0.02,0.2 mg/kg,對應(yīng)節(jié)瓜中狄氏劑限量值0.05 mg/kg,大白菜中狄氏劑、烯唑醇限量值分別為0.05,0.02 mg/kg,葡萄中烯唑醇限量值為0.2 mg/kg。5批次樣品中,批號為NP001、NP002、NP003、NP004均未檢測出狄氏劑和烯唑醇,批號為NP005的蘋果樣品中檢測出狄氏劑0.016 mg/kg,烯唑醇為0.016 mg/kg。5批樣品檢測結(jié)果見表2。樣品色譜圖和標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖見圖1和圖2。

圖1 樣品色譜圖

圖2 標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖

表2 5批次果蔬樣品含量測定結(jié)果

4 結(jié)論

4.1 色譜條件的優(yōu)化

色譜條件對定量有重要影響,色譜條件不但對色譜峰有明顯影響,也直接影響含量測定結(jié)果。在樣品分析中,不同的基質(zhì)常對待測物的分析有明顯干擾,進(jìn)而影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。基質(zhì)會產(chǎn)生基質(zhì)增強(qiáng)或者基質(zhì)減弱效應(yīng),隨不同的農(nóng)藥、不同的基質(zhì)類型和基質(zhì)濃度而變化。本實(shí)驗(yàn)通過優(yōu)化色譜條件,改變柱箱溫度,較于檢測標(biāo)準(zhǔn)提高10 ℃,改變色譜柱程序升溫條件,改變電子轟擊源溫度、進(jìn)樣口溫度以及柱流量,在多反應(yīng)監(jiān)測模式下進(jìn)行檢測;本實(shí)驗(yàn)用基質(zhì)匹配內(nèi)標(biāo)法定量分析,結(jié)合QuEChERS前處理,通過優(yōu)化色譜條件,各組分間能有效分離,分離度較好,色譜峰對稱性較好,能進(jìn)行準(zhǔn)確定量,建立的MRM方法能同時(shí)對果蔬中農(nóng)藥狄氏劑和烯唑醇的殘留量進(jìn)行準(zhǔn)確測定。

4.2 結(jié)果與小結(jié)

本實(shí)驗(yàn)對2個(gè)批次節(jié)瓜、1批次大白菜、1批次葡萄和1批次蘋果進(jìn)行狄氏劑和烯唑醇農(nóng)藥殘留測定,5批次果蔬測定結(jié)果為2個(gè)批次節(jié)瓜、1批次白菜、1批次葡萄均未檢測出狄氏劑和烯唑醇,1批次蘋果檢測出狄氏劑和烯唑醇農(nóng)藥殘留,但未超出限量要求,表明果蔬農(nóng)藥殘留狀況得到很大改善。本實(shí)驗(yàn)在參考有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,通過優(yōu)化儀器條件,狄氏劑和烯唑醇2種分析物在質(zhì)量濃度為0.01～1.00 μg/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好,相關(guān)系數(shù)均大于0.998,在添加量為0.02,0.10,0.50 mg/kg時(shí),即狄氏劑和烯唑醇在0.02～1.0 mg/kg添加水平之間,平均加標(biāo)回收率為83.3%～110.0%。該方法分離效果好、操作簡單、回收率好、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn),可以作為果蔬中同時(shí)檢測狄氏劑和烯唑醇兩種農(nóng)藥殘留量的檢測方法。