改良QuEChERS-氣相色譜-質譜法測定蔬菜中的有機磷

梅 婷吳榮順魏 波

（1.深圳海吉星農產品檢測科技中心有限公司，深圳518000；

2.深圳大學，深圳 518052）

農藥殘留超標不僅影響國民身體健康，而且是我國農產品出口的重要障礙。各國政府及組織均制定了各類農產品中的農藥最大殘留限量標準（MRLs）。為應對日益增多的檢測項目和日益嚴格的限量要求，應用GC、GC-MS進行多組分同時檢測，已成為研究和應用的熱點[1,2]。而農藥殘留檢測的樣品處理過程比較復雜，試劑用量較大，檢測周期長。Anastassiades等[3]在2003年首次報道了“QuEChERS方法”（Quick,Easy,Cheap,Effective,Rugged and Safe）。因其具有快速、簡單、廉價、有效、可靠、安全的特點而得名，該技術采用

分散固相萃取凈化法，在乙腈提取液中直接加入PSA吸附劑粉末進行凈化，操作簡單、快速、試劑用量小，目前已在農藥檢測方面得到了一定的應用[4-8]，但是由于該法對于一些復雜基質凈化效果不理想，難以滿足某些農藥方法檢出限的要求，因此此方法的運用受到了一定的限制。鑒于此，本文對樣品的提取及凈化方法進行了改進，提取步驟中加入了0.1%乙酸，凈化步驟中篩選出最優的PSA凈化劑，然后選擇加入了C18以及石墨化炭黑凈化劑，極大地改善了凈化的效果，提高了方法的靈敏度，將改進后的方法結合GC-MS應用于蔬菜中農藥殘留的檢測，取得了較滿意的效果。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮蔬菜（白菜、菠菜、油麥菜），購于深圳海吉星農產品批發市場。

12 種農藥標準品（毒死蜱、乙拌磷、三唑磷、敵敵畏、甲基對硫磷、久效磷、甲胺磷、乙硫磷、伏殺硫磷、樂果、馬拉硫磷、丙溴磷）購于農業部環境保護科研監測所，質量濃度為100μg/mL，于-18℃儲存。

冰醋酸、醋酸鈉（分析純）；無水硫酸鎂（分析純，用前在500℃馬弗爐內烘干5h，200℃時取出裝瓶，貯于干燥器中，冷卻后備用）；氯化鈉（分析純，經120℃烘干處理8h）。以上試劑均為上海國藥集團生產；

甲醇，購于天津塞弗科技有限公司；

丙酮（J.T.Baker），乙腈（J.T.Baker）均為色譜純；

PSA，C18以及GCB均購于深圳逗點生物技術有限公司，其規格與型號如表1所示。

表1 不同規格及型號的凈化劑技術參數Tab.1 Technical parameters of different sorbent

1.2 儀器與設備

氣相色譜 -質譜儀 （GC-MS）：Agilent 7890A-5795C；

IKA-MS1振蕩器（德國IKA）；

N-EVAPTM111氮吹儀（美國Organomation Associates）。

1.3 GC-MS儀器條件

色譜柱：HP-5MS色譜柱（30mm×0.32mm，0.25μm），熔融石英毛細管柱。

升溫程序：初始溫度90℃，保持2min，以10℃/min升至 150℃，保持 2min，再以 5℃/min升至210℃，保持 2min；最后以 10℃/min升至 250℃，保持5min。

載氣 He（純度 99.99%），流速 0.8mL/min，進樣口溫度230℃；進樣量1.0μL；不分流進樣。電子電離源；電子能量70eV；離子源溫度230℃；質量掃描范圍40～500m/z，選擇離子（SIM）監測方式。

1.4 樣品處理

取試樣可食用部分，粉碎并混合均勻，準確稱取10.00g，置于50mL離心管中，加入一定量的乙腈或0.1%冰醋酸-乙腈、無水硫酸鎂和氯化鈉，劇烈振蕩2min，以5000r/min離心5min，準確吸取有機相，加入一定量的無水硫酸鎂不同含量的凈化劑，渦旋混合5min，5000r/min離心5min，吸取上層清液，40℃氮氣吹干，2mL丙酮溶解殘渣，取上層清液，過0.45μm濾膜，進樣。

2 結果與討論

2.1 提取條件的選擇

2.1.1 提取溶劑的選擇

分別用乙腈、甲醇、丙酮、乙酸乙酯等溶劑提取白菜樣品中的有機磷農藥，結果表明,丙酮和乙腈的提取效果最好（如圖1）。但丙酮與水混溶，檢測樣品中微量的水對HP-5MS色譜柱有很大的影響。用乙腈提取時，可利用鹽析效應去除水分，無需加入大量無水MgSO4，因此選擇乙腈作為提取劑。實驗研究表明，10mL和20mL乙腈對12種有機磷農藥的提取回收率影響不大。但使用乙腈-0.1%甲酸提取時，提高了堿敏性農藥的回收率，且色譜峰峰型更尖銳、對稱。

圖1 不同有機溶劑對白菜中有機磷萃加標回收率影響（凈化劑：PSA-1 和 C18-1）Fig.1 The effect of different oganic sovlents on recovery of organophsphorus in cabbage(purifier:PSA-1 and C18-1)

2.1.2 脫水劑的選擇

本研究比較了使用10mL乙腈對10.00g樣品進行均質提取時，比較了5種不同組成脫水劑（見表2）的提取效果。由表2可以看出，僅加入NaCl，提取液中含有一定量的水；而加入4gMgSO4+1gNaCl或3g MgSO4+2gNaCl，乙腈提取液體積約為8.0mL。確定乙腈均質提取時加入3gMgSO4+2gNaCl。因此確定使用10mL乙腈-0.1%甲酸提取10g樣品中殘留的農藥，加入3gMgSO4+2gNaCl振蕩離心。然后，取6mL提取液凈化，離心之后取4mLN2吹干，丙酮復溶。其目的就是為了富集更多的目標物，使方法檢出限降低。

表2 不同類型脫水劑對萃取效果的影響Tab.2 The effect of different type of purifiers on extraction effect

注：MgSO4為無水MgSO4，NaCl也經過烘干去水

2.2 凈化條件的選擇

基質分散凈化常用的凈化劑有PSA粉、C18粉、GCB粉。PSA去除脂肪酸效果較好，在去除色素、甾醇和維生素方面效果一般，而C18和GCB除維生素、色素、甾醇的能力較好。上述凈化劑在去除雜質的同時也可能對目標化合物產生吸附。

2.2.1 兩種不同型號的PSA及其用量的篩選

圖2 未凈化的白菜基質及采用PSA-1與PSA-2凈化的白菜基質GC-MS譜圖Fig.2 GC-MS spectrogram of purified cabbage solution w ith PSA or w ithout PSA

表3 不同類型PSA凈化后農藥的回收率Tab.3 The average recoveries of pesticide purified by different kind of PSA

在待凈化并加標的白菜基質中，分別添加一定量的PSA-1與PSA-2，凈化分析，未凈化以及凈化后的譜圖見圖2。從圖2中可以看出，未凈化的白菜基質基線相對較高，說明PSA對樣品有一定的凈化能力，但PSA-2在6.571min引入一個較大的雜峰，從而干擾甲胺磷，其它農藥的添加回收率與PSA-1無太大差別（如表3所示）。可能是因為經過PSA-2處理后的樣品受到了樣品基質增強效應的影響，這種基質增強效應與進樣時基質成分阻止溶劑的活性位點有關，一旦某種農藥與基質結合，樣品的基質增強效應就會從無增加到較大。而甲胺磷的離子化效率受樣品基質的影響較大。但具體原因，尚需進一步分析。

表4 添加農藥經PSA凈化和不同PSA-1量凈化后的回收率Tab.4 Mean recovery in cabbage samp les after different amount of PSA purified

選取PSA-1，對其量進行單因素實驗，1mL提取液用量分別添加為20mg、50mg、100mg。實驗表明，隨著PSA用量的加大，其雜峰干擾越小，當PSA-1含量從20mg增加到50mg時，其回收率加大，但當PSA含量增大到100mg時，回收率反而下降（如表4所示），盡管其雜峰干擾小（如圖3所示）。因此1mL提取液的最優添加量為50mg。經添加50mg/mL的PSA-1凈化后，除敵敵畏外，其余農藥的回收率均在85%以上。

2.2.2 C18和GCB的選擇

PSA去除脂肪酸效果較好，去除色素、甾醇和維生素效果一般，而C18和GCB除維生素、色素、甾醇能力較好。有研究報道C18或石GCB與PSA連用可明顯降低基質增強效應[10]。本試驗同時考慮加入PSA 50mg/mL、C18或GCB進行混合型分散固相萃取凈化，改善凈化效果。選用3種不同的C18和石墨化炭黑，比選出效果最優的C18和GCB。12種農藥經3種吸附劑處理后的回收率數據見表5。3種C18吸附色素的效果差別不大，回收率結果也都在80%～110%之間；相對來說C18-3更優，這可能與C18-3的含碳量較高及孔徑大小有關。選用C18-3來看添加含量對色素吸附的影響，隨著C18用量加大，其吸附色素能力越強，但也會加大其對農藥的吸附（表5），最終選擇C18-3最優添加量為30mg/mL。

圖3 添加不同量的PSA-1凈化白菜基質的GC-MS譜圖Fig.3 GC-MS spectrogram of purified cabbage solution w ith different amount of PSA-1

2.2.3 GCB添加量的優化

表6 菠菜樣品添加不同量GCB的回收率Tab.6 Mean recovery in spinach samp les after different

表5 油麥菜樣品添加不同類別的C18及不同量的C18-3的回收率Tab.5 Mean recovery in cole sam ples after different amount of C18 purified

表7 12種農藥名稱、保留時間、定量、定性離子、方法檢出限及白菜樣品的回收率和精密度實驗結果Tab.7 Name,retention time,characteristic ions,method detection lim its of 12 pesticide residuses and mean recovery and repeatability in cabbage sam ples amount of GCB purified

GCB表面是由6個碳原子構成的平面六角形一層層的疊加在一起。由于氧的化學吸附，炭黑表面結構上含有氧復合物，如對苯二酚、醌類、苯并吡喃酮及吡喃鹽等，它們的存在，使GCB表面帶有一些正電荷，具有陰離子交換的功能，具有較強的吸附雜質的能力。對于菠菜等高色素含量的樣品，選取添加PSA-1的量為50mg/mL，同時添加GCB，對其添加量進行單因素實驗，6mL提取液用量分別添加40mg、60mg、80mg的GCB。實驗結果表明，GCB吸附色素能力較好，當添加量為40mg時，效果最優。隨著GCB添加量的增加，其回收率逐漸下降，因此，最優添加量為40mg/6mL（見表 6）。

2.3 方法評估

將改進后方法應用于實際的檢測中，該方法的檢出限與國標方法GB/T 19648-2006的檢出限比較見表7。

3 結論

本文建立了一種新的QuEChERS結合GC-MS檢測蔬菜中農藥殘留的分析方法，對樣品提取及凈化方法進行了改進，提高了方法的靈敏度和基質凈化效果。盡管C18和GCB除去植物色素的能力很強，但PSA除去脂肪酸類干擾物的效果較好，因此本實驗將PSA作為基礎凈化劑，再通過不同的需求添加C18或GCB。此外，PSA和C18在價格上也更具優勢。因此，我們針對色素含量較低的樣品，如白菜，可采用添加量為50mg/mL的PSA-1，對樣品進行凈化處理；對于色素含量一般的樣品，如生菜，采用50mg/mL的

PSA-1和30mg/mL的C18-3，對樣品進行凈化處理；對于高色素含量的樣品，如菠菜，在添加50mg/mL的PSA-1的同時添加40mg/6mL的GCB來處理。處理后的樣品中12種農藥的添加回收率均可達到80%～110%。此方法步驟簡單，可操作性強，具有良好的準確度和精密度，應用于日常檢測可大大降低檢測成本，縮短檢測周期，本文未涉及的其它蔬菜及農藥化合物也同樣可以考慮用此方法進行檢測。

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