QuEChERS-氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定食用花卉中7種常見(jiàn)殺蟲(chóng)劑的含量

徐 倩,孫志洪,路瑞娟,郭偉偉,倪 潔

(1. 河北省滄州市疾病預(yù)防控制中心,滄州 061000;2.河北省滄州生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心,滄州 061000;3.滄州市生態(tài)環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院,滄州 061000;4.滄州市生態(tài)環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院,061005;5.河北省衡水生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心,衡水 053000)

食用花卉,如玫瑰花、金銀花、槐花、菊花等,指的是一類(lèi)可以將其花朵或葉子等直接食用的植物,該類(lèi)植物不僅可以供人食用,還可用來(lái)觀賞、釀酒、制藥、提取香精等。食用花卉不僅富含蛋白質(zhì)、維生素、氨基酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),還含有多種微量金屬元素,如鐵、硒、鋅等,具有提高人體免疫能力、祛除色素斑點(diǎn)、調(diào)節(jié)人體內(nèi)分泌等作用,因此我國(guó)食用花卉種植越來(lái)越廣泛[1-2]。在種植食用花卉過(guò)程中,為防治蟲(chóng)害影響其產(chǎn)量和質(zhì)量,常通過(guò)噴灑等方式施用抗蚜威、三氯殺螨醇等殺蟲(chóng)劑[3-6]。這些殺蟲(chóng)劑會(huì)附著在食用花卉植物的莖、葉、花等部位,人們誤食到被殺蟲(chóng)劑污染的食用花卉時(shí),會(huì)產(chǎn)生中毒癥狀,輕者引起頭暈、惡心等,重者引起嘔吐、暈倒等,嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致死亡。因此,加強(qiáng)對(duì)食用花卉中殺蟲(chóng)劑殘留的監(jiān)測(cè)具有重要意義[7-8]。

現(xiàn)階段,關(guān)于食用花卉中殺蟲(chóng)劑殘留的研究較少,文獻(xiàn)方法多采用QuEChERS-高效液相色譜法,研究的農(nóng)藥多為吡蟲(chóng)啉、啶蟲(chóng)脒、噻蟲(chóng)嗪和噻蟲(chóng)啉等新煙堿類(lèi)農(nóng)藥[9-17],且QuEChERS提取法耗時(shí)長(zhǎng),重復(fù)性差。一些蔬菜中殺蟲(chóng)劑殘留的分析方法所研究的殺蟲(chóng)劑種類(lèi)也較少,且未包括食用花卉常見(jiàn)農(nóng)藥[18-19]。為能更全面研究食用花卉中常見(jiàn)殺蟲(chóng)劑殘留的水平和種類(lèi)[20],本工作采用QuEChERS自動(dòng)樣品制備系統(tǒng)提取,氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(GC-MS/MS)測(cè)定食用花卉中三氯殺螨醇、腈菌唑、對(duì)甲抑菌靈、環(huán)氟菌胺、抗蚜威、殺螟硫磷、啶蟲(chóng)丙醚等7種常見(jiàn)殺蟲(chóng)劑的含量。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

GC 2010 Plus型氣相色譜儀;TQ 8040型串聯(lián)質(zhì)譜儀;SIO-6512型QuEChERS自動(dòng)樣品制備系統(tǒng);DSY-VI型水浴氮吹儀; XS 205DU型電子天平(精度為0.01 mg)。

單標(biāo)準(zhǔn)溶液:三氯殺螨醇、腈菌唑、對(duì)甲抑菌靈、環(huán)氟菌胺、抗蚜威、殺螟硫磷和啶蟲(chóng)丙醚的質(zhì)量濃度均為100 mg·L-1。

混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液:10 mg·L-1,取單標(biāo)準(zhǔn)溶液各1 mL置于10 mL棕色容量瓶中,用丙酮稀釋而成。使用時(shí),用丙酮稀釋至所需的質(zhì)量濃度。

基質(zhì)匹配混合標(biāo)準(zhǔn)溶液系列:取適量混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液,用丙酮稀釋成 0.005, 0.01, 0.05, 0.1, 1.0, 5.0 mg·L-1的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液系列,各取1 mL置于氮吹至近干的陰性玫瑰花瓣樣品溶液中,渦旋混勻,過(guò)0.22 μm濾膜,制成基質(zhì)匹配混合標(biāo)準(zhǔn)溶液系列,備用。

丙酮、乙腈為色譜純;萃取包包含4 g無(wú)水硫酸鎂、1 g氯化鈉、1 g檸檬酸鈉、0.5 g檸檬酸二鈉;凈化劑為500 mg硫酸鎂+150 mgN-丙基乙二胺(PSA)和15 mg石墨化碳黑(GCB)。

1.2 儀器工作條件

1.2.1 色譜條件

Rtx-5MS色譜柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm);進(jìn)樣口溫度230 ℃;載氣為高純氦氣,純度99.999%;柱流量1.6 mL·min-1,恒流模式;脈沖不分流進(jìn)樣;進(jìn)樣體積1.0 μL。柱升溫程序:初始溫度60 ℃,保持 1 min;以25 ℃·min-1速率升至150 ℃,保持2 min;以15 ℃·min-1速率 升至300 ℃,保持10 min。

1.2.2 質(zhì)譜條件

電子轟擊離子源;離子源溫度280 ℃;傳輸線溫度280 ℃;檢測(cè)器電壓0.6 kV(相對(duì)于調(diào)諧結(jié)果);碰撞氣為高純氬氣,純度99.999%;溶劑延遲時(shí)間2.0 min;掃描范圍質(zhì)荷比(m/z)45～450;多反應(yīng)監(jiān)測(cè)(MRM)模式。其他質(zhì)譜參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 質(zhì)譜參數(shù)

1.3 試驗(yàn)方法

取10 g食用花卉樣品于50 mL塑料離心管中,加入20 mL乙腈,一個(gè)萃取包和1顆均質(zhì)子,閉蓋劇烈振搖1 min,使樣品與萃取溶劑充分接觸。將預(yù)先裝有凈化劑的凈化管迅速插入上述塑料離心管中并蓋緊上蓋,將離心管放入QuEChERS自動(dòng)樣品制備系統(tǒng)中,按照以下程序提取與凈化:振蕩提取15 min,所得提取液以轉(zhuǎn)速8 000 r·min-1離心5 min,上清液振蕩凈化5 min,以轉(zhuǎn)速8 000 r·min-1離心5 min。將全部上清液置于50 ℃水浴鍋中加熱15 min,所得溶液氮吹至近干,用丙酮定容至1 mL,轉(zhuǎn)移至進(jìn)樣瓶中, 上機(jī)測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 穩(wěn)定性差的殺蟲(chóng)劑色譜條件的優(yōu)化

殺螟硫磷、對(duì)甲抑菌靈殺蟲(chóng)劑熱穩(wěn)定性較差,響應(yīng)較低且色譜峰拖尾嚴(yán)重,導(dǎo)致這兩種殺蟲(chóng)劑難以準(zhǔn)確定量,主要和初始柱溫低,進(jìn)樣后各殺蟲(chóng)劑在進(jìn)樣口和柱頭積聚導(dǎo)致的基體效應(yīng)有關(guān)。此外,樣品基質(zhì)中的糖類(lèi)、脂肪和色素等成分未被完全凈化時(shí),進(jìn)入色譜柱會(huì)對(duì)色譜柱造成嚴(yán)重污染,影響這兩種殺蟲(chóng)劑的色譜行為。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)可通過(guò)截除毛細(xì)管入口段、及時(shí)老化色譜柱和更換玻璃襯管等手段有效解決這兩種殺蟲(chóng)劑測(cè)定準(zhǔn)確度變差的現(xiàn)象。

2.2 質(zhì)譜條件的優(yōu)化

對(duì)質(zhì)譜儀進(jìn)行真空測(cè)試并進(jìn)行自動(dòng)調(diào)諧,使儀器分辨率和靈敏度處于最佳狀態(tài)。在優(yōu)化MRM參數(shù)前,首先選擇質(zhì)譜全掃描模式對(duì)混合標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行掃描,確定各殺蟲(chóng)劑對(duì)應(yīng)的保留時(shí)間和母離子。接著對(duì)母離子進(jìn)行產(chǎn)物離子掃描,得到碎片特征離子對(duì),從中選擇響應(yīng)值較高的一對(duì)作定量離子對(duì),次強(qiáng)的作定性離子對(duì)。利用保留時(shí)間和特征離子進(jìn)行雙定性,使定性結(jié)果更加可靠,有效排除假陽(yáng)性結(jié)果。根據(jù)保留時(shí)間及碎片離子m/z對(duì)各殺蟲(chóng)劑進(jìn)行分時(shí)段檢測(cè),并適當(dāng)調(diào)整駐留時(shí)間,確保離子峰在對(duì)應(yīng)時(shí)段內(nèi)完全出峰。最后優(yōu)化碰撞電壓等質(zhì)譜參數(shù),使定量離子對(duì)靈敏度處于最優(yōu),優(yōu)化結(jié)果詳見(jiàn)表1。

在優(yōu)化的儀器工作條件下,7種殺蟲(chóng)劑的定量色譜圖見(jiàn)圖1。

圖1 7種殺蟲(chóng)劑的定量色譜圖Fig.1 Quantitative chromatograms of 7 insecticides

2.3 前處理方法的優(yōu)化

本工作采用乙腈提取各目標(biāo)物,另加入1 g氯化鈉和 4 g無(wú)水硫酸鎂促進(jìn)各殺蟲(chóng)劑分離,采用PSA、硫酸鎂和GCB凈化樣品。相較傳統(tǒng)的液液萃取法和固相萃取法,QuEChERS所用試劑量少,萃取及凈化時(shí)間短,且檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確度高,但是凈化劑對(duì)部分目標(biāo)物(對(duì)甲抑菌靈、環(huán)氟菌胺)有吸附作用,導(dǎo)致其回收率偏低, 在實(shí)際使用過(guò)程中需根據(jù)食用花卉的成分及色素量控制凈化劑的加入量。除此之外,本工作以QuEChERS自動(dòng)樣品制備系統(tǒng)同步完成了樣品的提取、凈化,縮短了前處理時(shí)間,提高了工作效率。

2.4 基質(zhì)效應(yīng)

樣品基質(zhì)可能對(duì)分析物測(cè)定產(chǎn)生干擾,進(jìn)而影響測(cè)定方法的準(zhǔn)確度。消除或補(bǔ)償基質(zhì)效應(yīng)的方法有基質(zhì)凈化法、基質(zhì)匹配法等。采用基質(zhì)凈化法時(shí),由于食用花卉樣品基質(zhì)較為復(fù)雜,會(huì)引起部分殺蟲(chóng)劑(殺螟硫磷、環(huán)氟菌胺和腈菌唑)損失,導(dǎo)致其回收率偏低;基質(zhì)匹配法可以模擬樣品基質(zhì),補(bǔ)償受基質(zhì)影響的殺蟲(chóng)劑的吸附或降解損失。配制0.1 mg·L-1加標(biāo)樣品溶液,分別采用純?nèi)軇?biāo)準(zhǔn)曲線法和基質(zhì)匹配工作曲線法測(cè)定。結(jié)果顯示:三氯殺螨醇、腈菌唑、對(duì)甲抑菌靈、環(huán)氟菌胺、抗蚜威、殺螟硫磷和啶蟲(chóng)丙醚的質(zhì)量濃度分別為0.086 9,0.125 6,0.0852 4, 0.127 4,0.120 1,0.128 9,0.085 01 mg·L-1和0.098 96,0.010 02,0.011 25, 0.010 38, 0.099 97,0.099 68,0.101 7 mg·L-1,前者所得測(cè)定值和理論值偏差較大,且腈菌唑、環(huán)氟菌胺、殺螟硫磷和啶蟲(chóng)丙醚等4種殺蟲(chóng)劑出現(xiàn)嚴(yán)重拖尾現(xiàn)象,而后者所得測(cè)定值和理論值更接近。因此,試驗(yàn)選擇采用基質(zhì)匹配法定量。

2.5 工作曲線、檢出限和測(cè)定下限

按照儀器工作條件測(cè)定基質(zhì)匹配混合標(biāo)準(zhǔn)溶液系列,以各目標(biāo)物的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),其對(duì)應(yīng)的峰面積為縱坐標(biāo)繪制工作曲線。結(jié)果顯示:各目標(biāo)物工作曲線的線性范圍均為0.005～5.0 mg·L-1,其他線性參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 線性參數(shù)、檢出限和測(cè)定下限

采用空白樣品加標(biāo)的方法,以3, 10倍信噪比(S/N)對(duì)應(yīng)的加標(biāo)量計(jì)算檢出限(3S/N)和測(cè)定下限(10S/N),結(jié)果見(jiàn)表2。

2.6 精密度與回收試驗(yàn)

以可食玫瑰、菊花和桃花3種食用花卉為待測(cè)對(duì)象進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn),每個(gè)濃度水平均平行處理6份樣品,計(jì)算回收率和測(cè)定值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD),結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 精密度和回收試驗(yàn)結(jié)果 (n=6)

由表3可知:3種食用花卉中7種殺蟲(chóng)劑的回收率為83.2～116%,測(cè)定值的RSD均小于5.0%,說(shuō)明方法的準(zhǔn)確度和精密度良好。

2.7 樣品分析

采用本方法分析在市場(chǎng)上3處不同銷(xiāo)售點(diǎn)銷(xiāo)售的玫瑰、菊花和桃花等9批食用花卉。結(jié)果顯示:三氯殺螨醇檢出率較高,其中有一批菊花中的檢出量(0.013 mg·kg-1)超過(guò)測(cè)定下限;其余殺蟲(chóng)劑暫未檢出。

本工作采用QuEChERS自動(dòng)樣品制備系統(tǒng)同步提取、凈化食用花卉中7種殺蟲(chóng)劑,采用GC-MS/MS測(cè)定其含量。該方法自動(dòng)化程度高、定量準(zhǔn)確,為食用花卉中農(nóng)藥殘留的監(jiān)測(cè)提供了一種新的測(cè)試方法。