UPLC-MS/MS法同時檢測番茄與黃瓜中的24種殺蟲劑

蔣建功，李 紅,張 薇，周秀玲,張現霞,慕 衛,*

(1.山東農業大學 植物保護學院 農藥毒理與應用技術省級重點實驗室，山東 泰安 271018；2.山東農業大學 農藥環境毒理研究中心，山東 泰安 271018；3.農業部農藥檢定所，北京 100125)

UPLC-MS/MS法同時檢測番茄與黃瓜中的24種殺蟲劑

蔣建功1，李 紅1,張 薇3，周秀玲2,張現霞2,慕 衛1,2*

(1.山東農業大學 植物保護學院 農藥毒理與應用技術省級重點實驗室，山東 泰安 271018；2.山東農業大學 農藥環境毒理研究中心，山東 泰安 271018；3.農業部農藥檢定所，北京 100125)

建立了超高效液相色譜-串聯質譜檢測番茄和黃瓜中24種殺蟲劑殘留的分析方法。樣品用乙腈提取，經QuEChERS方法凈化，高速離心，過濾膜后以超高效液相色譜-串聯質譜(UPLC-MS/MS)檢測。結果表明：在0.1～50 μg/L質量濃度范圍內，24種殺蟲劑線性良好，相關系數(r2)大于0.99；在0.002、0.01、0.1、1.0 mg/kg 4個加標水平下，24種殺蟲劑在番茄和黃瓜中的平均回收率為70.3%～110%，相對標準偏差(RSD)小于15%；方法的定量下限(LOQ)為0.05～5 μg/kg，檢出限(LOD)為0.01～1.82 μg/kg。方法的定量下限和檢出限均符合檢測要求。該方法具有高靈敏度、高準確度和高效率的優點，適用于番茄和黃瓜中24種殺蟲劑的同時檢測。

QuEChERS；超高效液相色譜-串聯質譜；殺蟲劑；番茄；黃瓜；殘留

隨著生活水平的不斷提高，人們越來越重視食品安全，而黃瓜和番茄作為日常生活必不可少的蔬菜，其農藥殘留問題受到廣泛的關注[1-2]。近幾年，隨著色譜-質譜聯用技術的飛速發展，農藥多殘留檢測技術正向著綠色、簡便、快速、高靈敏度、低成本的方向發展[3-4]。因此，建立一種樣品前處理簡便、快速、基質干擾小、高通量，且靈敏度高、定量準確的多殘留檢測方法具有重要的實際意義[5]。

目前蔬菜中農藥多殘留的檢測方法主要有液相色譜法(HPLC)[6-7]、氣相色譜法(GC)[8]、液相色譜-串聯質譜法(LC-MS/MS)[9]、氣相色譜-質譜法(GC-MS)[10-11]等。QuEChERS方法因具有操作簡單快速和成本低的優點，已成為國內實驗室普遍使用的前處理方法。UPLC-MS/MS法具有靈敏、快速、高通量、定量定性準確、可有效避免假陽性結果[12-13]等優點，適用于基質復雜的痕量化合物檢測。本文選擇番茄和黃瓜上施用頻率較高或使用潛力較大的24種殺蟲劑為研究對象，其中部分農藥按我國最新發布的 GB 2763-2016《食品中農藥最大殘留限量》[2]要求，在黃瓜和番茄中的最大殘留限量(MRL)分別為0.1～1.0 mg/kg和0.02～1.0 mg/kg，如吡蟲啉、溴氰蟲酰胺和噻唑膦在黃瓜中的MRL為1.0、0.2、0.2 mg/kg，在番茄中為1.0、0.2、0.05 mg/kg，而部分新藥劑尚無相應數據。本研究建立的QuEChERS/UPLC-MS/MS方法操作簡單、可靠，靈敏度高，能夠滿足黃瓜和番茄樣品中此24種殺蟲劑的檢測需要。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

ACQUITY UPLC-H-Class Xevo-TQS(Masslynx 4.1系統)配電噴霧離子源(ESI)(美國Waters公司)；百分之一電子天平(上海光正醫療儀器有限公司)；萬分之一天平(北京賽多利亞科學儀器有限公司)；瓶口分液器(德國Dispensette公司)；移液器(德國Eppendorf公司)；旋渦振蕩器(德國Irmsci公司)；離心機(上海安亭科學儀器廠)；HC-2517高速離心機(安徽中科中佳儀器有限公司)；樣品勻質機(九陽科技有限公司)等。

24種殺蟲劑標準品(含量均在98%以上，中國標準物質中心)；氯化鈉(天津市凱通化學試劑有限公司)；甲醇、乙腈(色譜純，天津市科密歐化學試劑有限公司)；無水硫酸鎂(上海阿拉丁生化科技股份有限公司)；2 mL QuEChERS凈化離心管(含50 mg PSA,150 mg無水硫酸鈉，7.5 mg GCB)購于天津艾潔爾有限公司。

1.2 標準溶液配制

準確稱取一定量24種殺蟲劑標準品，用甲醇稀釋配成100 mg/L混標儲備母液，混標儲備溶液用空白基質提取液(番茄和黃瓜)稀釋成0.1～50 μg/L的系列基質標準品溶液。

1.3 樣品前處理

分別準確稱取已勻漿的番茄和黃瓜樣品10.0 g(精確至0.01 g)于50 mL 離心管中，加入20 mL乙腈、2 g無水硫酸鎂和4 g氯化鈉，旋渦振蕩3 min；在轉速4 000 r/min下離心2 min，取上清液1.5 mL，轉入2 mL QuEChERS凈化離心管中，旋渦振蕩2 min，以12 000 r/min離心2 min，取上清液過0.22 μm有機濾膜，待測。

1.4 分析條件

1.4.1色譜條件色譜柱：Waters Acquity UPLC?BEH C18色譜柱(2.1 mm×100 mm，1.7 μm)，流動相：A為0.1%甲酸水，B為甲醇；梯度洗脫程序:0～2 min,90%～40% A;2～8 min,40%～2% A;8～10 min，2% A;10～10.01 min,2%～90% A;10.01～12 min,90% A;流速：0.3 mL/min；柱溫：35 ℃；進樣體積：2 μL。

1.4.2質譜條件離子源：電噴霧正離子模式(ESI+)；毛細管電壓3.0 kV；脫溶劑溫度400 ℃；離子源溫度150 ℃；碰撞氣：氬氣，壓力0.2 kPa；多反應監測模式(MRM)。

2 結果與討論

2.1 分析條件的優化

為避免24種殺蟲劑共流出導致檢測靈敏度降低，本研究選用填料和粒徑相同的50 mm和100 mm的色譜柱進行梯度洗脫試驗，結果表明在使用Waters Acquity UPLC?BEH C18(2.1 mm×100 mm，1.7 μm)色譜柱時24種殺蟲劑基本可以分離；再依據各目標物的極性強弱，優化梯度洗脫程序，最終確定的梯度洗脫條件如“1.4.1”所示。24種殺蟲劑的總離子流色譜圖見圖1。

圖1 24種殺蟲劑的總離子流色譜圖Fig.1 Total ion flow chromatogram of 24 insecticides the peak numbers denoted were the same as those in Table 1

將待測的24種殺蟲劑分成3組，分別對各目標物進行手動質譜方法調諧，用于調諧的標準溶液質量濃度為500 μg/L。分別對各目標物的母離子和子離子進行優化以獲得最佳的錐孔電壓和碰撞能，每個化合物選取兩對離子對進行監測，以靈敏度高的離子對作為定量離子對，另1對輔助定性。24種殺蟲劑在MRM模式下的檢測條件見表1。與GB/T 20769-2008方法相比，吡蟲啉、異丙威、噻蟲啉、茚蟲威、噻蟲胺、噻蟲嗪、毒死蜱、啶蟲脒、辛硫磷和噠螨靈的保留時間均顯著提前。

表1 24種殺蟲劑的質譜(MRM)檢測條件Table 1 Detection conditions for 24 insecticides by mass spectrometry(MRM)

2.2 凈化劑GCB用量優化

使用乙二胺-N-丙基硅烷(PSA)作為凈化劑，對待測樣品中的金屬離子、脂肪酸、糖類及少量脂溶性色素具有良好的吸附作用。但PSA對番茄和黃瓜中的色素基本沒有凈化效果，而GCB則對各種色素均具有較強的吸附能力[20-21]，能夠有效去除番茄和黃瓜中的多種色素。但由于GCB的六元環結構對具有平面或對稱結構的農藥有很強的吸附能力，導致此類農藥的回收率較低。因此，需優化凈化劑中的GCB 用量。

本研究考察了GCB用量分別為5、7.5、10、20、25 mg時對24種殺蟲劑在番茄和黃瓜中回收率的影響，其中24種殺蟲劑在番茄中的回收率見圖2。結果表明，GCB用量為5～7.5 mg 時，24種殺蟲劑在番茄和黃瓜中的回收率均在70%～110%之間，符合殘留檢測要求，同時為提高凈化效果，避免對儀器造成污染，最終選擇GCB用量為7.5 mg。

圖2 24種殺蟲劑在番茄中不同GCB使用量時的回收率Fig.2 Recovery of 24 insecticides at different GCB levels in tomatoes

2.3 基質標準曲線、定量下限與檢出限

番茄和黃瓜中的農藥檢測存在較強的基質效應[14-19]，故本研究直接選用基質標準曲線進行定量，按“1.3”所述前處理方法將兩者的空白基質溶液作為溶劑分別依次稀釋成0.1、0.5、1、5、10、50 μg/L的基質標準溶液。按“1.4”分析條件進樣檢測，以質量濃度(x,μg/L)為橫坐標，對應的峰面積(y)為縱坐標繪制24種殺蟲劑的基質標準曲線，結果見表2。

表2 24種殺蟲劑的基質標準曲線、定量下限和檢出限Table 2 Matrix standard curves,quantitation limits and detection limits of 24 insecticides

按照“1.3”前處理方法和“1.4”分析條件實際進樣檢測，獲得24種殺蟲劑在番茄和黃瓜中的定量下限(LOQ)和檢出限(LOD)。以信噪比S/N≥10估算儀器的定量下限，S/N≥3估算儀器的檢出限,24種殺蟲劑的LOQs和LODs分別在0.05～5 μg/kg和0.01～1.82 μg/kg之間(見表2)。與GB/T 20769-2008相比，吡蟲啉、茚蟲威、噻蟲胺、噻蟲嗪、毒死蜱、啶蟲脒、辛硫磷和噠螨靈的檢出限較低。我國最新發布的 GB 2763-2016《食品中農藥最大殘留限量》中規定，此24種殺蟲劑在黃瓜和番茄中的最大殘留限量分別為0.1～1 mg/kg和0.02～1 mg/kg，考慮到24種殺蟲劑的殘留限量較高以及UPLC-MS/MS的高準確度和靈敏度，本方法能夠滿足黃瓜和番茄中此24種農藥的殘留檢測要求。

2.4 準確度與精密度

分別向番茄和黃瓜空白樣品中添加0.002、0.01、0.1、1.0 mg/kg 4個濃度水平的24種殺蟲劑的混合標準溶液，每個濃度水平重復5次，計算加標回收率和相對標準偏差(RSD)，結果見表3。24種殺蟲劑在番茄中的加標回收率為70.3%～104%，RSD為1.2%～14.9%；在黃瓜中的加標回收率為72.6%～109%，RSD為1.1%～14.5%。

表3 24種殺蟲劑的加標回收率和相對標準偏差Table 3 Recoveries and relative standard deviations of the 24 insecticides

2.5 實際樣品的檢測

采用本方法對市售20份黃瓜和番茄樣品進行了檢測。其中1份黃瓜樣品檢出異丙威，含量為9.1 μg/kg；1份番茄樣品檢出毒死蜱，含量為17 μg/kg，兩種農藥的檢出量均未超出GB 2763-2016中規定的MRL值。結果表明該方法可用于黃瓜和番茄中24種殺蟲劑的檢測。

3 結 論

本文在QuEChERS前處理方法基礎上，建立了UPLC-MS/MS快速檢測番茄和黃瓜中24種殺蟲劑殘留的分析方法。該方法具有良好的靈敏度、準確度和精密度，且線性良好，適用于番茄和黃瓜中農藥多殘留的日常快速檢測，具有較大的實際應用價值。

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Simultaneous Determination of 24 Insecticides in Cucumber and Tomato by Ultra Performance Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry

JIANG Jian-gong1,LI Hong1,ZHANG Wei3,ZHOU Xiu-ling2,ZHANG Xian-xia2,MU Wei1,2 *

(1.Key Laboratory of Pesticide Toxicology & Application Technique,College of Plant Protection,Shandong Agricultural University,Tai’an 271018,China;2.Research Center of Pesticide Environmental Toxicology,Shandong Agricultural University,Tai’an 271018,China；3.Ministry of Agriculture Pesticide Laboratory,Beijing 100125,China)

An analytical method was developed for the simultaneous determination of 24 insecticide residues in cucumber and tomato by ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry(UPLC-MS/MS).The samples were firstly extracted with acetonitrile,then purified by QuEChERS method and centrifuged at a high speed,finally filtered with a 0.22 μm membrane filter before UPLC-MS/MS determination.The results indicated that there were good linear relationships for 24 kinds of insecticides in the concentration range of 0.1-50 μg/L with the linear correlation coefficients(r2) more than 0.99.The average recoveries for the target compounds at four spiked levels of 0.002,0.01,0.1,1.0 mg/kg were in the range of 70.3%-110% with the relative standard deviations less than 15%.The limits of quantitation(LOQs) and the limits of detection(LODs) of the method were in the ranges of 0.05-5 μg/kg and 0.01-1.82 μg/kg,respectively,which could meet the detection requirements.This method is suitable for the simultaneous detection on 24 insecticides in cucumber and tomato with the advantages of high sensitivity,accuracy and efficiency.

QuEChERS;ultra performance liquid chromatography tandem mass spectrometry;insecticide；tomato；cucumber；residues

2017-07-19；

2017-08-27

國家重點研發計劃(2016YFD0200500)

*

慕 衛，教授，研究方向：農藥毒理學，Tel:0538-8242611，E-mail:muwei@sdau.edu.cn

10.3969/j.issn.1004-4957.2017.12.011

O657.63；O657.7

A

1004-4957(2017)12-1481-06