氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在食品農(nóng)藥殘留檢測(cè)中的應(yīng)用

摘 要：氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)具有高效分離、多組分同時(shí)檢測(cè)等特點(diǎn)，在食品農(nóng)藥殘留檢測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用潛力巨大。本文重點(diǎn)介紹氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在食品農(nóng)藥殘留檢測(cè)中的應(yīng)用要點(diǎn)和實(shí)際應(yīng)用案例，為食品農(nóng)藥殘留檢測(cè)工作的開(kāi)展提供借鑒和技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)；農(nóng)藥殘留檢測(cè)；食品安全

Application of Gas Chromatography-Mass Spectrometry in the Detection of Pesticide Residues in Food

LI Yanan1， ZHANG Shangyao2， KONG Xiangxi3

（1.Qufu Inspection and Testing Centre， Qufu 273100， China; 2.Shandong Nuominkang Pharmaceutical Research Institute Co.， Ltd.， Jining 272000， China; 3.Shandong Nuohuokang Pharmaceutical Co.， Ltd.， Jining 272000， China）

Abstract： Gas chromatography-mass spectrometry has the characteristics of high efficiency separation and simultaneous detection of multiple components， and has great application potential in the field of pesticide residue detection in food. This paper focuses on the application of gas chromatography-mass spectrometry technology in the detection of food pesticide residues and practical application cases， to provide reference and technical support for the detection of food pesticide residues.

Keywords： gas chromatography-mass spectrometry; pesticide residue detection; food safety

農(nóng)藥的大量使用雖提升了農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，但對(duì)食品安全和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了極大影響。氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（Gas Chromatography-Mass Spectrometry，GC-MS）以其高靈敏度和多組分同時(shí)檢測(cè)能力，在農(nóng)藥殘留檢測(cè)中展現(xiàn)了獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。目前，該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于蔬果、谷物及動(dòng)物性食品的農(nóng)藥殘留檢測(cè)，為食品安全監(jiān)測(cè)和監(jiān)管提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

1 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)原理與特點(diǎn)

GC-MS結(jié)合氣相色譜的分離能力和質(zhì)譜的高靈敏度，可高效分離與定量分析復(fù)雜食品中的微量農(nóng)藥殘留[1]。氣相色譜部分通過(guò)對(duì)樣品中各組分的揮發(fā)性和極性差異進(jìn)行分離，利用載氣將樣品蒸氣帶入色譜柱，依據(jù)不同組分的保留時(shí)間進(jìn)行分離；質(zhì)譜部分通過(guò)離子源將分離后的組分電離成離子，利用質(zhì)量分析器按質(zhì)荷比進(jìn)行分離，并通過(guò)檢測(cè)器記錄離子信號(hào)，得到質(zhì)譜圖[2]。GC-MS的主要特點(diǎn)是靈敏度高、分離效率強(qiáng)、定性準(zhǔn)確。其可對(duì)復(fù)雜樣品中的微量組分進(jìn)行精確定性與定量分析[3]。

2 GC-MS在農(nóng)藥殘留檢測(cè)中的應(yīng)用要點(diǎn)

2.1 樣品前處理

優(yōu)化前處理步驟可減少基質(zhì)干擾，提升GC-MS檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性。常見(jiàn)樣品前處理方法包括固相萃取（Solid-Phase Extraction，SPE）、液液萃?。↙iquid-Liquid Extraction，LLE）和微波輔助萃?。∕icrowave-Assisted Extraction，MAE）。SPE通過(guò)固體吸附劑選擇性捕獲樣品中目標(biāo)物，利用不同溶劑洗脫完成分離。其優(yōu)點(diǎn)是選擇性高、操作簡(jiǎn)便且適合自動(dòng)化處理，但吸附劑成本較高且方法開(kāi)發(fā)需精細(xì)調(diào)整，主要適用于水質(zhì)、土壤及生物樣品中藥物、農(nóng)藥殘留等成分的提取[4]。LLE是基于目標(biāo)物在不相容的兩種溶劑間的分配差異，通過(guò)溶劑混合和振蕩實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物分離。其操作簡(jiǎn)單、設(shè)備要求低，但溶劑消耗大且可能共提取干擾物，多用于食品、藥品及環(huán)境樣品中中性或弱極性化合物的提取。MAE利用微波快速加熱樣品和溶劑，加速細(xì)胞壁破裂和目標(biāo)物釋放，提高萃取效率[5]。其特點(diǎn)是快速高效、溶劑用量少，但設(shè)備成本較高，需優(yōu)化微波條件，常應(yīng)用于植物提取、農(nóng)藥殘留分析及污染物檢測(cè)中。

2.2 色譜分析條件

利用GC-MS檢測(cè)農(nóng)藥殘留時(shí)，色譜分析條件對(duì)檢測(cè)的準(zhǔn)確性和靈敏度影響極大。①色譜柱。非極性柱適用于檢測(cè)揮發(fā)性農(nóng)藥，極性柱適用于檢測(cè)極性農(nóng)藥。②溫度程序。對(duì)于揮發(fā)性農(nóng)藥，可采用高柱溫提高解析度；而熱不穩(wěn)定農(nóng)藥適用漸增溫或恒溫條件以防分解。③載氣流速。合適的流速可縮短分析時(shí)間并提高分離度[6]。不同類(lèi)型食品的色譜分析條件如表1所示[7-10]。

2.3 質(zhì)譜檢測(cè)條件

優(yōu)化離子化方式與掃描模式可顯著提升檢測(cè)靈敏度和選擇性。①離子源選擇直接影響離子生成效率和選擇性，常用的有電子轟擊源（Electron Impact Source，EI）和化學(xué)電離源（Chemical Ionization Source，CI）。EI適用于揮發(fā)性小分子化合物，可產(chǎn)生穩(wěn)定離子譜，適用于定性分析；CI適用于極性較強(qiáng)的農(nóng)藥，能減少碎片離子生成，提高分子離子強(qiáng)度，適用于定量分析。②在質(zhì)譜分析中，全掃描模式和定量掃描模式是兩種重要的數(shù)據(jù)采集方式，它們各自具有獨(dú)特的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景[11]。全掃描模式能夠直接提供樣品的完整質(zhì)譜信息，有助于快速了解樣品的組成和性質(zhì)；定量掃描模式通過(guò)監(jiān)測(cè)特定的母離子或子離子來(lái)實(shí)現(xiàn)靈敏的定量分析。

3 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在農(nóng)藥殘留檢測(cè)中的應(yīng)用

3.1 在蔬果類(lèi)食品檢測(cè)中的應(yīng)用

GC-MS技術(shù)在蔬果食品農(nóng)藥殘留檢測(cè)中可展現(xiàn)出高靈敏度與高精度。研究顯示，利用GC-MS檢測(cè)蘋(píng)果中的吡蟲(chóng)啉，結(jié)果顯示吡蟲(chóng)啉殘留量為

0.015 mg·kg-1，低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限值。倪永付等[12]建立了攪拌棒吸附萃取-液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法檢測(cè)胡蘿卜汁中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留，結(jié)果表明3種有機(jī)磷藥物在0.5～50 μg·L-1濃度范圍內(nèi)線(xiàn)性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)為0.995 3～0.999 9，方法檢測(cè)限為0.5 μg·kg-1。由此可以看出，通過(guò)優(yōu)化樣品前處理方法、色譜柱選擇和離子化模式，利用GC-MS能夠?qū)崿F(xiàn)蔬果樣品中低濃度農(nóng)藥的高效分離與定量分析，驗(yàn)證了GC-MS可為蔬果食品的農(nóng)藥殘留檢測(cè)提供重要的技術(shù)支持[13]。

3.2 在谷物及其制品檢測(cè)中的應(yīng)用

GC-MS技術(shù)在谷物及其制品農(nóng)藥殘留檢測(cè)中具有顯著的靈敏度和分離能力，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜基質(zhì)中多種農(nóng)藥殘留的準(zhǔn)確檢測(cè)[14]。曹孝文[15]以小麥粉中的氯氟氰菊酯檢測(cè)為例，研究采用液-液萃取法進(jìn)行樣品前處理，利用乙腈溶劑超聲提取目標(biāo)物，經(jīng)過(guò)無(wú)水硫酸鈉脫水后濃縮至適量，用于質(zhì)譜分析。結(jié)果表明，氯氟氰菊酯的檢測(cè)濃度為0.02 mg·kg-1，低于國(guó)家規(guī)定的安全限值0.05 mg·kg-1，同時(shí)回收率達(dá)到92%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.8%。張丹陽(yáng)等[16]為評(píng)估玉米粉中農(nóng)藥多殘留水平，采用在線(xiàn)超臨界流體萃取-超臨界流體色譜串聯(lián)質(zhì)譜法，建立了玉米粉中71種常用農(nóng)藥及其代謝物殘留的精準(zhǔn)定性定量分析方法。結(jié)果表明，71種目標(biāo)物的檢出限和定量限分別為0.003～2.770 μg·kg-1和0.01～8.41 μg·kg-1；在1、10、100 μg·kg-1農(nóng)藥混標(biāo)添加水平下，回收率為71.2%～124.6%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.9%～30.5%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所建立的方法節(jié)省溶劑、操作簡(jiǎn)便省時(shí)、環(huán)境友好，可為玉米粉中農(nóng)藥多殘留測(cè)定提供技術(shù)支撐。上述研究實(shí)例驗(yàn)證了GC-MS在農(nóng)藥殘留檢測(cè)中的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

3.3 在動(dòng)物性食品和水產(chǎn)品檢測(cè)中的應(yīng)用

相比傳統(tǒng)檢測(cè)方法，GC-MS不僅具備較高的靈敏度，還能夠有效降低基質(zhì)干擾，提升檢測(cè)精確性和可靠性。此外，該技術(shù)的應(yīng)用范圍廣泛，可在多種動(dòng)物性食品中實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥殘留的快速篩查和定量分析。因此，GC-MS在動(dòng)物性食品農(nóng)藥殘留檢測(cè)中得到了廣泛應(yīng)用，為動(dòng)物性食品的質(zhì)量控制和安全保障提供了技術(shù)支撐。王莎莎等[17]建立了一種快速、有效檢測(cè)生鮮肉中18種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的QuEChERS-GC-MS/MS檢測(cè)方法。樣品經(jīng)飽和正己烷的乙腈溶液提取，MgSO4、CH3COONa、N-丙基乙二胺、十八烷基鍵合硅膠（C18）分散固相萃取凈化后，采用DB-1701色譜柱進(jìn)行分離，GC-MS/MS檢測(cè)。結(jié)果表明，建立的QuEChERS-GC-MS/MS方法可同時(shí)檢測(cè)18種有機(jī)磷農(nóng)藥，操作簡(jiǎn)便、快速、靈敏、準(zhǔn)確，能夠滿(mǎn)足生鮮畜禽肉中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的高通量快速檢測(cè)要求。穆應(yīng)花等[18]建立QuEChERS結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜法同時(shí)檢測(cè)魚(yú)肉中19種氯酚類(lèi)化合物的分析方法。取一定量的魚(yú)肉樣品，加入乙酸乙酯進(jìn)行提取，隨后加入無(wú)水硫酸鎂和氯化鈉進(jìn)行脫水處理。提取液經(jīng)過(guò)分散固相萃取凈化后，濃縮并重新溶解于適當(dāng)?shù)娜軇┲?。樣品通過(guò)GC-MS分析，使用DB-5MS毛細(xì)管色譜柱進(jìn)行分離，載氣流速為1 mL·min-1，質(zhì)譜檢測(cè)采用電子轟擊離子源和選擇離子監(jiān)測(cè)模式。結(jié)果表明，各種魚(yú)肉中均有不同程度的氯酚類(lèi)化合物檢出，檢出量在1.59～8.74 μg·kg-1，所建立的方法簡(jiǎn)化了樣品的前處理步驟，操作簡(jiǎn)單，方法靈敏度高、重復(fù)性好，可滿(mǎn)足魚(yú)肉中19種氯酚類(lèi)化合物的高通量檢測(cè)要求，能顯著提高氯酚類(lèi)化合物的檢測(cè)效率。

4 結(jié)語(yǔ)

本文重點(diǎn)介紹了GC-MS在農(nóng)藥殘留檢測(cè)中的應(yīng)用要點(diǎn)及其在蔬果、谷物、動(dòng)物性食品中的具體應(yīng)用案例，驗(yàn)證了其在食品檢測(cè)中的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。未來(lái)，可加強(qiáng)技術(shù)整合，探索新型聯(lián)用方法和自動(dòng)化分析手段，以實(shí)現(xiàn)更高效、更精準(zhǔn)的農(nóng)藥殘留檢測(cè)，為保障食品安全提供更加先進(jìn)的技術(shù)支撐。

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