QuEChERS-氣相色譜-三重四極桿質(zhì)譜法測(cè)定不同基質(zhì)中氟蟲腈及其3種代謝物殘留量

陳 浩

（常德市食品檢驗(yàn)所，湖南常德 415000）

氟蟲腈，商品名為銳勁特，是一種苯基吡唑類、廣譜性的殺蟲劑，對(duì)害蟲以胃毒作用為主，活性高，應(yīng)用范圍廣，可用于水稻、蔬菜、茶葉、果樹等農(nóng)作物的害蟲防治。氟蟲腈原藥能對(duì)人體的神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生毒副作用[1]。氟蟲腈在環(huán)境中經(jīng)過物理化學(xué)變化，主要會(huì)產(chǎn)生氟甲腈、氟蟲腈砜以及氟蟲腈硫醚3種代謝物[2]，有研究表明其代謝物比氟蟲腈原藥更加穩(wěn)定[3]，且毒性更大[4-5]。因此，對(duì)氟蟲腈及其代謝物的檢測(cè)非常有必要。國家安全標(biāo)準(zhǔn)《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中農(nóng)藥最大殘留限量》（GB 2763—2021）中，對(duì)氟蟲腈的檢測(cè)也是以氟蟲腈、氟甲腈、氟蟲腈砜和氟蟲腈硫醚之和來計(jì)算[6]。

現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)中針對(duì)氟蟲腈的相關(guān)檢測(cè)方法主要有以下幾種。①液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜法。GB 23200.34—2016[7]中采用該方法檢測(cè)氟蟲腈，但前處理復(fù)雜，且不檢測(cè)其他3種代謝物；GB 23200.115—2018[8]規(guī)定了氟蟲腈及其3種代謝物的檢測(cè)方法，但只針對(duì)蛋類樣品。②氣相色譜-質(zhì)譜法。SN/T 1982—2007[9]中有關(guān)氣相色譜-質(zhì)譜法配備的離子源為負(fù)化學(xué)源，普及率較低，且標(biāo)準(zhǔn)中也未檢測(cè)3種代謝物；GB 23200.8—2016[10]使用該方法檢測(cè)農(nóng)藥，但前處理過柱凈化比較煩瑣、耗時(shí)較長，并且未檢測(cè)3種代謝物。③氣相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜法。GB 23200.113—2018[11]中也僅檢測(cè)氟蟲腈，未檢測(cè)其代謝物。此外，還有文獻(xiàn)中也有用氣相色譜-電子捕獲檢測(cè)法[12-13]、液相色譜法[14]等方法來檢測(cè)氟蟲腈及其3種代謝物，但這些檢測(cè)方法大多需要經(jīng)萃取、過固相萃取小柱凈化等，前處理過程較為煩瑣。也有文獻(xiàn)使用傳統(tǒng)的QuEChERS技術(shù)作為前處理方法，結(jié)合相關(guān)檢測(cè)方法來測(cè)定蔬菜、水果和茶葉中的氟蟲腈及其代謝物的報(bào)道[15-17]，但尚未見使用氣相色譜-三重四極桿質(zhì)譜儀同時(shí)檢測(cè)大米、茶葉、油麥菜和柑橘4種不同種類基質(zhì)中氟蟲腈及其代謝物的報(bào)道。本文使用改良后的QuEChERS進(jìn)行樣品前處理，可根據(jù)不同基質(zhì)靈活選用提取凈化材料，能簡單快捷地完成對(duì)氟蟲腈及其代謝物的準(zhǔn)確定量分析。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

乙腈（HPLC級(jí)），美國Supelco公司；乙酸乙酯（HPLC級(jí)），美國Honewell公司；丙酮（HPLC級(jí)），德國默克公司；正己烷（HPLC級(jí)），西班牙Scharlau公司；氯化鈉（分析純）、無水硫酸鎂（分析純），國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；乙二胺-N-丙基硅烷（PSA，40～60 μm）、十八烷基硅烷鍵合硅膠（C18，40～60 μm）、石墨化炭黑（GCB，120～400目），自博納艾杰爾科技有限公司；陶瓷均質(zhì)子，安捷倫公司；微孔濾膜（有機(jī)相，0.22 μm×13.00 mm），津騰實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；氟蟲腈、氟甲腈、氟蟲腈砜、氟蟲腈硫醚標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和內(nèi)標(biāo)環(huán)氧七氯B，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所（天津），濃度均為1 000 μg·mL-1。

1.2 儀器與設(shè)備

氣相色譜-三重四極桿質(zhì)譜聯(lián)用儀（7890B-7000D），美國安捷倫公司；高速冷凍離心機(jī)（Heraeus Multifuge X1R），美國賽默飛公司；高速振蕩機(jī)（EYELA CM-100），上海愛郎儀器有限公司；氮吹濃縮裝置（TTL-DCⅡ型），北京同泰聯(lián)科技發(fā)展有限公司；渦旋混勻器（MS3 control），德國IKA公司；電子天平（BCA2241-10CN），賽多利斯科學(xué)儀器有限公司。

1.3 樣品提取及凈化

（1）提取。稱取大米5.00 g、茶葉2.00 g，放入50 mL離心管中，加入10 mL水，渦旋混勻，靜置30 min后再加入乙腈10.0 mL，渦旋混勻1 min；分別稱取油麥菜、沃柑10.00 g，放入50 mL離心管中，加入乙腈10.0 mL，渦旋混勻1 min。所有樣品加入2 g氯化鈉，渦旋混勻1 min，加入6 g無水硫酸鎂，再放入一個(gè)陶瓷均質(zhì)子，立即劇烈振搖混勻1 min，以5 000 r·min-1離心5 min。

（2）凈化。準(zhǔn)確吸取上清液6.0 mL于15 mL凈化管中（凈化管1：預(yù)先加入800 mg無水硫酸鎂、200 mg PSA、200 mg C18用于大米和柑橘；凈化管2：預(yù)先加入800 mg無水硫酸鎂、200 mg PSA、200 mg C18和200 mg GCB用于茶葉和油麥菜），渦旋混勻1 min后以5 000 r·min-1離心5 min。準(zhǔn)確吸取上清液2.0 mL于10 mL試管中，在40 ℃水浴中氮吹濃縮至20～50 μL[18]，加入20 μL的內(nèi)標(biāo)溶液，加入1.0 mL乙酸乙酯，渦旋混勻1 min，過微孔濾膜，用于測(cè)定。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

（1）內(nèi)標(biāo)溶液的配制。用乙酸乙酯將環(huán)氧七氯B逐級(jí)稀釋至5 mg·L-1，于0 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

（2）標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液的配制。用乙酸乙酯將氟蟲腈、氟甲腈、氟蟲腈砜、氟蟲腈硫醚逐級(jí)稀釋至5 mg·L-1，于-18 ℃低溫保存。再配制成1 mg·L-1的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，于0 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

（3）基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液。用乙酸乙酯將一定量的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液逐級(jí)稀釋成濃度為0.005 mg·L-1、0.010 mg·L-1、0.050 mg·L-1、0.100 mg·L-1、0.500 mg·L-1和0.800 mg·L-1的混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，空白基質(zhì)溶液氮吹濃縮至近干，加入內(nèi)標(biāo)溶液20 μL，再加入上述濃度混合標(biāo)準(zhǔn)工作液各1 mL復(fù)溶，過有機(jī)濾膜，得到基質(zhì)混合標(biāo)準(zhǔn)工作液。

1.5 儀器條件

1.5.1 氣相色譜條件

色譜柱HP-5msU（I30 m×0.25 mm，0.25 μm）；載氣為高純氦氣（99.999%）；載氣流速設(shè)置為1.0 mL·min-1；進(jìn)樣口溫度：280 ℃；柱溫箱升溫程序：初始溫度為40 ℃，保持1 min，然后以40 ℃·min-1升溫至120 ℃，以5 ℃·min-1升溫至240 ℃，最后以12 ℃·min-1升溫至300 ℃，保持6 min。進(jìn)樣量為1 μL，不分流進(jìn)樣。

1.5.2 質(zhì)譜條件

離子源：電子轟擊源EI；離子源電離能量：70 eV；離子源溫度：280 ℃；傳輸線溫度：280 ℃；溶劑延遲3 min。掃描模式為多反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式。

2 結(jié)果與分析

2.1 質(zhì)譜參數(shù)的確定

采用全掃描模式分別對(duì)氟蟲腈、氟甲腈、氟蟲腈砜和氟蟲腈硫醚進(jìn)行全掃描，找到各自的母離子，再進(jìn)行二級(jí)質(zhì)譜掃描，確定各自的定量離子和定性離子，最后在MRM模式下對(duì)選擇的離子對(duì)和碰撞電壓進(jìn)行優(yōu)化，建立MRM方法并進(jìn)行后續(xù)分析。氟蟲腈及其3種代謝物在該條件下的質(zhì)譜參數(shù)見表1。

表1 氟蟲腈及其3種代謝物的保留時(shí)間、離子對(duì)及碰撞電壓

2.2 提取溶劑的選擇

在農(nóng)產(chǎn)品的農(nóng)藥殘留檢測(cè)中，丙酮、正己烷、乙酸乙酯和乙腈等有機(jī)試劑是最常用的提取溶劑。本試驗(yàn)使用的基質(zhì)包括大米、茶葉、柑橘以及顏色較深的油麥菜，在對(duì)比丙酮、正己烷、乙酸乙酯、乙腈及乙腈-醋酸（1%醋酸）5種提取溶劑對(duì)氟蟲腈及其3種代謝物的提取效果時(shí)發(fā)現(xiàn)，正己烷和乙酸乙酯在4種不同基質(zhì)中的提取回收率均最低（不足60%），在茶葉和油麥菜中的回收率不到50%，這可能是這兩種基質(zhì)在提取后雜質(zhì)較多，顏色仍然較深，導(dǎo)致回收率不高。使用丙酮作為提取溶劑時(shí)，氟蟲腈及其3種代謝物在4種基質(zhì)中的回收率超過82%，但在加入氯化鈉后，丙酮與水分層不明顯。使用乙腈和乙腈-醋酸作為提取溶劑時(shí)，在4種基質(zhì)中的回收率差別不大，都能超過88%，但在油麥菜和柑橘中，乙腈-醋酸對(duì)氟蟲腈和氟蟲腈砜的提取率略低于乙腈。因此，本試驗(yàn)最終使用乙腈作為提取溶劑。

2.3 凈化方法的優(yōu)化

QuEChERS凈化管中常見的吸附劑包含PSA、GCB、C18，選擇不同配方的吸附劑可以處理不同的樣品。實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)，使用傳統(tǒng)凈化管時(shí)，經(jīng)過凈化后的油麥菜樣品顏色呈墨綠色，對(duì)色素的凈化效果不理想。為探討GCB的添加量對(duì)茶葉和油麥菜的凈化效果，本文設(shè)置GCB添加量為100 mg、200 mg、300 mg 3個(gè)梯度，每個(gè)梯度6個(gè)平行樣，考察其對(duì)氟蟲腈及其代3種謝物回收率的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)GCB添加量為100 mg時(shí)，溶液顏色仍然較深，氟蟲腈及其3種代謝物的回收率都在86.2%以上；當(dāng)GCB添加量為200 mg時(shí)，溶液顏色變得較淺，回收率都超過88.3%；當(dāng)GCB添加量為300 mg時(shí)，溶液顏色最淺，但回收率都小于70.6%。說明GCB的添加量是影響凈化效果和回收率的關(guān)鍵因素，添加量小時(shí)，凈化效果差，有雜質(zhì)干擾，但過量添加GCB也會(huì)對(duì)氟蟲腈及其代謝物有一定的吸附作用，導(dǎo)致其回收率降低。因此，本試驗(yàn)最終選擇使用含800 mg無水硫酸鎂、200 mg PSA、200 mg C18用于大米和柑橘的凈化，用含800 mg無水硫酸鎂、200 mg PSA、200 mg C18和200 mg GCB用于茶葉和油麥菜的凈化。

2.4 基質(zhì)效應(yīng)

基質(zhì)效應(yīng)（Matrix Effect，ME）是指樣品基質(zhì)成分對(duì)分析方法準(zhǔn)確性的干擾[19]，是影響農(nóng)藥殘留準(zhǔn)確定量的一個(gè)重要原因[20]。本試驗(yàn)使用基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率和溶劑配制標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率的比值來表示基質(zhì)效應(yīng)（ME），ME＞1表示基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng)，ME＜1表示基質(zhì)抑制效應(yīng)，ME值越接近1表示基質(zhì)效應(yīng)越小[21]。由表2可以看出，氟蟲腈及其3種代謝物在4種不同基質(zhì)中均存在不同程度的基質(zhì)效應(yīng)，且都為基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng)，因此本試驗(yàn)使用基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行定量分析。

表2 氟蟲腈及其3種代謝物在4種基質(zhì)中的標(biāo)準(zhǔn)曲線、線性相關(guān)系數(shù)、基質(zhì)效應(yīng)和定量限表

2.5 線性關(guān)系與定量限

氟蟲腈及其3種代謝物在6個(gè)不同質(zhì)量濃度（0.005 mg·L-1、0.001 mg·L-1、0.050 mg·L-1、0.100 mg·L-1、0.500 mg·L-1和0.800 mg·L-1）下，進(jìn)樣分析所得的定量離子峰面積與相對(duì)應(yīng)濃度之間的線性關(guān)系如表2所示，在0.005～0.800 mg·L-1，4種基質(zhì)中氟蟲腈及其3種代謝物都具有良好線性關(guān)系（R2＞0.996）。方法定量限以10倍信噪比（S/N=10）計(jì)算，氟蟲腈及其3種代謝物在大米、茶葉中的定量限均為1.0 μg·kg-1，在油麥菜、柑橘中的定量限均為0.5 μg·kg-1。

2.6 回收率與精密度

取空白的4種基質(zhì)樣品，向其中添加一定濃度的氟蟲腈及其3種代謝物的標(biāo)準(zhǔn)品，添加水平分別為0.01 mg·kg-1、0.05 mg·kg-1和0.10 mg·kg-1，每個(gè)添加水平設(shè)置6個(gè)平行，按照1.3試驗(yàn)方法進(jìn)行處理，平均回收率及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差結(jié)果如表3所示。在3個(gè)添加水平下，氟蟲腈及其3種代謝物的平均回收率在88.3%～102.5%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在2.6%～7.7%。大米和柑橘中氟蟲腈及其3種代謝物的平均回收率相對(duì)較高，分別在93.1%～99.2%和94.8%～102.5%。茶葉和油麥菜中氟蟲腈及其3種代謝物的平均回收率相對(duì)較低，分別在88.3%～92.7%和90.1%～93.6%。這可能是由于凈化過程中加入的GCB對(duì)氟蟲腈及其代謝物有一定的吸附作用。不同添加水平對(duì)氟蟲腈及其3種代謝物的回收率影響不明顯。

表3 氟蟲腈及其3種代謝物在4種基質(zhì)中的加標(biāo)回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（n=6）

3 結(jié)論

本文在傳統(tǒng)的QuEChERS前處理基礎(chǔ)上對(duì)凈化吸附劑進(jìn)行了改良，建立了使用GC-MS/MS同時(shí)檢測(cè)大米、茶葉、油麥菜和柑橘4種不同種類基質(zhì)中氟蟲腈及其3種代謝物的檢測(cè)方法。該方法平均回收率在88.3%～102.5%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在2.6%～7.7%，氟蟲腈及其3種代謝物在大米、茶葉中的方法定量限為1.0 μg·kg-1，在油麥菜、柑橘中的定量限為0.5 μg·kg-1，相關(guān)系數(shù)（R2）均超過0.996。本方法前處理簡單、結(jié)果穩(wěn)定可靠，可用于大米、茶葉及蔬菜水果中氟蟲腈及其3種代謝物的檢測(cè)。