GC-MS法測定果蔬汁中噻蟲嗪的不確定度評定

梁馨予

(玉林市食品藥品檢驗檢測中心，廣西 玉林 537000)

噻蟲嗪，第二代新煙堿類殺蟲劑，極性大[1-2]，其作用機制與尼古丁相同，屬于內(nèi)吸性殺蟲劑[3]，是我國批準使用的農(nóng)藥品種。目前國家標(biāo)準中針對食品中噻蟲嗪相關(guān)的檢測方法主要有液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(LC-MS/MS)[4-6]，液相色譜-質(zhì)譜法(LC-MS)[7-8]，氣相色譜-質(zhì)譜法(GC-MS)[9]。目前農(nóng)藥殘留的相關(guān)工作如市場監(jiān)管，食品安全風(fēng)險評估等，都是以初級農(nóng)產(chǎn)品為對象展開的。而農(nóng)藥殘留分析應(yīng)考慮農(nóng)藥在加工過程中的殘留。以果蔬榨汁為例，一般果蔬榨汁過程中，極性大，水溶性好的農(nóng)藥易進入果蔬汁中[10]。在2019年，我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部首次集中批準火龍果用藥登記[11]，其中包括了噻蟲嗪成分。因此開展提高果蔬汁中農(nóng)藥殘留檢測的技術(shù)能力，對加強農(nóng)藥登記管理技術(shù)支撐尤為重要。以噻蟲嗪為例，采用氣相色譜-質(zhì)譜法測定了果蔬汁中噻蟲嗪的含量，并建立了不確定度評估。

1 實 驗

1.1 儀器與試劑

TRACE 1310-TQS 8000 Evo氣質(zhì)聯(lián)用儀，賽默飛世爾科技有限公司；噻蟲嗪標(biāo)準品(批號為G133046，含量以99.6%計，相對擴展不確定度U(k=2)為0.5%)，DR.公司；丙酮(色譜純，20 ℃的體積膨脹系數(shù)為1.37×10-3℃-1)，默克股份兩合公司；正己烷(色譜純，20 ℃的體積膨脹系數(shù)為1.36×10-3℃-1)，默克股份兩合公司。

1.2 溶液制備

1.2.1 標(biāo)準儲備溶液(1 mg/mL)的制備

精密稱取噻蟲嗪標(biāo)準品(DR.公司，批號為G133046，含量以99.6%計)約20 mg，置20 mL量瓶中，用丙酮溶解并定容至刻度，搖勻，4 ℃保存。

1.2.2 標(biāo)準工作溶液(1 μg/mL)的制備

精密吸取噻蟲嗪對照品(約1 mg/mL)0.10 mL于100 mL容量瓶中，正己烷定容至刻度，搖勻，4 ℃保存。

1.2.3 系列標(biāo)準工作曲線溶液的制備

分別精密吸取噻蟲嗪標(biāo)準溶液(約1 μg/mL)0.05 mL、0.10 mL、0.20 mL、0.50 mL、1.00 mL于10 mL容量瓶中，正己烷定容至刻度，即得噻蟲嗪系列標(biāo)準工作曲線溶液。濃度分別約為5 ng/mL、10 ng/mL、20 ng/mL、50 ng/mL、100 ng/mL。

1.3 樣品制備

稱取10.0 g試樣，于50 mL離心管中，精密加入1%醋酸乙腈溶液15.0 mL，渦旋振蕩提取2 min，向離心管中加入1.5 g無水醋酸鈉，再振蕩2 min，再向離心管中加入6 g無水硫酸鎂振蕩2 min，4000 r/min 離心10 min，精密量取上清液10 mL置15 mL離心管中，40 ℃水浴中氮吹濃縮至近干，最后使樣液體積為2.0 mL，混勻，用于氣相色譜-質(zhì)譜測定。

1.4 儀器條件

色譜柱：TG-5 MS毛細管柱(30 m×250 μm×0.25 μm)；升溫程序:初始溫度80 ℃，保持1.0 min；25 ℃/min升至250 ℃，保持3 min；載氣流速為1.2 mL/min；進樣量：1 μL；不分流進樣。電子轟擊離子(EI)源，溶劑延遲時間為3 min，采集方式：選擇離子監(jiān)測(SRM)模式。

1.5 實驗溫度

控制在(20±5)℃內(nèi)。

2 數(shù)學(xué)模型

噻蟲嗪含量的表示式為

式中：X——試樣中噻蟲嗪的殘留量，mg/kg

C——從標(biāo)準工作曲線上得到的噻蟲嗪濃度，ng/mL

V——樣品定容體積，mL

m——試樣質(zhì)量，g

3 不確定來源分析

GC-MS法測定果蔬汁中噻蟲嗪殘留量的主要不確定度來源包括：標(biāo)準儲備液的配制、系列標(biāo)準工作溶液的配制、樣品的前處理、標(biāo)準曲線擬合和測量重復(fù)性。

4 不確定度的分析與計算

4.1 標(biāo)準儲備液配制過程引入的不確定度urel(M)

4.1.1 電子天平稱量引入的不確定度u1,rel(M)

減量法稱量，稱量標(biāo)準物質(zhì)M=0.02230 g，由此產(chǎn)生的相對標(biāo)準不確定度為:

4.1.2 標(biāo)準物質(zhì)的引入的不確定度u2,rel(M)

證書給出的相對擴展不確定度為U=0.5%，相對標(biāo)準不確定度為：

4.1.3 標(biāo)準儲備液定容引入的不確定度u3,rel(M)

按照JJG196-2006《常用玻璃量器檢定規(guī)程》[12]，20 mL A 級量瓶容量的允許誤差為±0.02 mL，按均勻分布，由此產(chǎn)生的不確定度為:

溫度：實驗環(huán)境溫度為(20±5)℃，丙酮在20 ℃的體積膨脹系數(shù)為1.37×10-3℃-1，按均勻分布，由此產(chǎn)生的不確定度為：

以上兩項引入的合成相對標(biāo)準不確定度為：

4.1.4 合成由標(biāo)準儲備液配制過程引入的合成相對標(biāo)準不確定度

4.2 標(biāo)準系列工作曲線溶液配制過程引入的相對不確定度urel(V)

標(biāo)準系列工作曲線溶液配制過程的不確定度主要由移液槍移取的體積、玻璃量器定容的體積、實驗室的溫度等引起。

4.2.1 標(biāo)準工作溶液引入的不確定度u1,rel(V)

精密吸取噻蟲嗪對照品(1.0 mg/mL)0.10 mL于100 mL容量瓶中，正己烷定容至刻度，配制后濃度約為1.0 μg/mL。

按照JJG 646-2006《移液器檢定規(guī)程》[13]，100 μL移液器吸取100 μL溶液允許誤差為2.0%，按均勻分布，由此產(chǎn)生的不確定度為：

溫度：實驗環(huán)境溫度為(20±5)℃，正己烷在20 ℃的體積膨脹系數(shù)為1.36×10-3℃-1，按均勻分布，由此產(chǎn)生的不確定度為：

由移液槍吸液引入的合成相對標(biāo)準不確定度為：

JJG196-2006《常用玻璃量器檢定規(guī)程》規(guī)定，100 mL A級量瓶容量的允許誤差為±0.10 mL，按均勻分布，由此產(chǎn)生的不確定度為：

溫度：實驗環(huán)境溫度為(20±5)℃，正己烷在20 ℃的體積膨脹系數(shù)為1.36×10-3℃-1，按均勻分布，由此產(chǎn)生的不確定度為：

由100 mL容量瓶引入的合成相對標(biāo)準不確定度為：

綜上所述，標(biāo)準工作溶液配制過程引入的合成相對標(biāo)準不確定度為：

4.2.2 標(biāo)準系列曲線溶液配制引入的不確定度u2,rel(V)

稀釋過程中由移液器帶來的不確定度：標(biāo)準曲線繪制時所使用移液器的量程有0.05 mL、0.10 mL、0.20 mL、0.50 mL、1.00 mL。

校準：按移液器檢定規(guī)程規(guī)定，A 級容量允許誤差分別為±3.0%、±2%、±1.5%、±1.0%、±1.0%則由體積校準引入的標(biāo)準不確定度分別為：

溫度：實驗環(huán)境溫度為(20±5)℃，正己烷在20 ℃的體積膨脹系數(shù)為1.36×10-3℃-1，按均勻分布，由此產(chǎn)生的不確定度為：

JJG196-2006《常用玻璃量器檢定規(guī)程》規(guī)定，10 mL A 級量瓶容量的允許誤差為±0.020 mL，按均勻分布，由此產(chǎn)生的不確定度為：

溫度：實驗環(huán)境溫度為(20±5)℃，正己烷在20 ℃的體積膨脹系數(shù)為1.36×10-3℃-1，按均勻分布，由此產(chǎn)生的不確定度為：

由10 mL容量瓶引入的合成相對標(biāo)準不確定度為：

系列曲線溶液配制引入的相對標(biāo)準不確定度分別為：

合成標(biāo)準系列曲線溶液配制引入的相對標(biāo)準不確定度分別為：

=5.1×10-2

所以，由標(biāo)準溶液配制引入的相對標(biāo)準不確定度為：

=5.1×10-2

4.3 樣品前處理引入的相對不確定度Urel(R)

實驗中嚴格按照標(biāo)準方法執(zhí)行，為了考察前處理過程中哪一個步驟對不確定度的貢獻較大，因此對操作步驟進行逐步考量。

(1)15 mL A級單標(biāo)線吸量管容量允許誤差為±0.025 mL，按均勻分布，其標(biāo)準不確定度為：

溫度： 實驗環(huán)境溫度為(20±5)℃，乙腈在20 ℃的體積膨脹系數(shù)為1.37×10-3℃-1，按均勻分布，則由溫度效應(yīng)引入的標(biāo)準不確定度為：

由以上兩項引入的合成相對標(biāo)準不確定度為：

(2)10 mL移液槍移取10 mL溶液允許誤差為0.6%，按均勻分布，其標(biāo)準不確定度為：

溫度：實驗環(huán)境溫度為(20±5)℃，乙腈在20 ℃的體積膨脹系數(shù)為1.37×10-3℃-1，按均勻分布，則由溫度效應(yīng)引入的標(biāo)準不確定度為：

由以上兩項引入的合成相對標(biāo)準不確定度為：

(3)1 mL移液槍移取2 mL溶液允許誤差為1.0%，按均勻分布，其標(biāo)準不確定度為：

溫度：實驗環(huán)境溫度為(20±5)℃，正己烷在20 ℃的體積膨脹系數(shù)為1.36×10-3℃-1，按均勻分布，則由溫度效應(yīng)引入的標(biāo)準不確定度為：

由以上兩項引入的合成相對標(biāo)準不確定度為：

(4)合成樣品前處理過程引入的不確定度

4.4 標(biāo)準曲線擬合和測量重復(fù)性引入的相對不確定度urel(C)

4.4.1 樣品結(jié)果測量重復(fù)性的引入的不確定度u1,rel(C)

4.4.2 標(biāo)準曲線擬合引入的不確定度u2,rel(C)

噻蟲嗪的標(biāo)準曲線方程與相關(guān)系數(shù)為：

Y=9.354×103X-1.424×104，r=0.9948

標(biāo)曲峰面積：①32262、②72119、③186128、④728924、⑤993709；

標(biāo)準溶液實際響應(yīng)值：①4.972、②9.233、③21.421、④79.452、⑤107.760；

回歸曲線所測理論值：①4.442、②11.105、③22.210、④74.030、⑤111.050；

根據(jù)《化學(xué)分析中不確定度的評估指南》[14]，由標(biāo)準曲線擬合引入不確定度由下式計算：

=1.7×10-5

合成標(biāo)準曲線擬合和測量重復(fù)性的不確定度urel(C)為：

=6.4×10-3

5 合成標(biāo)準不確定度uc(X)

=0.052

由4.4.1得知：樣品中噻蟲嗪含量X=0.0156 mg/kg，則：

uc(X)=0.052×X=0.052×0.0156=0.0008 mg/kg

6 計算擴展不確定度U(X)

設(shè)定包含因子為2，則:

U(X)=uc(X)×2=0.0008×2=0.0016 mg/kg

7 結(jié)果與討論

報告結(jié)果為(0.0156±0.0016) mg/kg,k=2。不確定度主要來源于標(biāo)準溶液配制過程，因此在以后檢測中注意合理使用移液器和容量瓶，首選A級容量瓶，其他幾個分量引入的不確定度均比較小，所以得出的噻蟲嗪殘留量的值范圍是合理的，測量結(jié)果是可靠的。

前處理過程中，發(fā)現(xiàn)對于非極性農(nóng)藥來說，乙腈和乙酸乙酯提取效率區(qū)別不大，但對于極性農(nóng)藥，乙腈提取效率要高。由于噻蟲嗪是酸性農(nóng)藥，對堿比較敏感，在酸性條件下比較穩(wěn)定[15]，采用醋酸乙腈提取，發(fā)現(xiàn)提取效率比單純乙腈更好。采用了萃取鹽鹽析，先加入無水醋酸鈉緩沖鹽使基質(zhì)環(huán)境的pH保持在5～5.5之間，提高萃取效率，保證回收。溶劑消耗少，清潔環(huán)保，方法簡單，操作步驟少，費用低，減少了人為因素對方法準確性的影響，適合簡單基質(zhì)果汁中噻蟲嗪初篩檢測。

近幾年抽檢工作經(jīng)歷，監(jiān)督部門加強了對初級農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留的監(jiān)測，但國家標(biāo)準對加工品果蔬汁中噻蟲嗪殘留量判定是幾乎空白的[16-18]，這可能會導(dǎo)致農(nóng)藥殘留隨著加工品進入人體，對人的健康造成威脅。此外，2019年美國環(huán)保署取消了12項含噻蟲胺、噻蟲嗪成分新煙堿類農(nóng)藥登記[19]，2019年加拿大將在2～3年內(nèi)淘汰噻蟲胺、吡蟲啉、噻蟲嗪某些用途[20]，2018年法國禁止銷售與使用五種新煙堿類殺蟲劑(噻蟲胺、吡蟲啉、噻蟲嗪、噻蟲啉、啶蟲脒)，法國也成為歐盟首個為保護蜜蜂種群禁用新煙堿類殺蟲劑的國家[21]，2018年歐盟通過了禁止戶外使用新煙堿農(nóng)藥的法令，全面禁止三種新煙堿類殺蟲劑(吡蟲啉、噻蟲嗪和噻蟲胺)戶外應(yīng)用，僅允許其施用于溫室作物[22]，2018-2020年日本加強對中國蒜苗、蔥、胡蘿卜、姜中噻蟲嗪殘留量的監(jiān)控檢查[23-26]。隨著全球經(jīng)濟一體化的日益深入，在我國加強噻蟲嗪等新煙堿類殺蟲劑在加工品中的殘留檢測，提高檢測技術(shù)能力，為農(nóng)藥登記管理和風(fēng)險評估提供技術(shù)支撐，為登記使用、標(biāo)準提升與國際接軌做好準備。