QuEChERS前處理結合超高液相色譜-串聯質譜法測定高硫蔬菜中16種氨基甲酸酯類農藥殘留

楊 坤，張建煬，周 斌

(1.黔東南苗族侗族自治州食品藥品檢驗檢測中心,凱里 556012;2.杭州市食品藥品檢驗研究院,杭州 310017)

氨基甲酸酯類農藥常作為殺蟲劑、殺菌劑等應用于蔬菜種植中[1-3],可能會對人類健康造成一定的危害,因此,GB 2763－2019《食品安全國家標準 食品中農藥最大殘留限量》對不同種氨基甲酸酯類農藥在不同蔬菜中的限量進行了不同的規定。

目前,氨基甲酸酯類農藥的測定方法主要為液相色譜法[4-8]、液相色譜-串聯質譜法[9-12]等。液相色譜法需要對目標物進行柱后衍生,存在操作復雜、效果差等問題。液相色譜-串聯質譜法具有靈敏度高、抗干擾能力強和應用范圍廣等優點,可廣泛運用于蔬菜中多農藥殘留測定。

洋蔥、蔥、韭菜等是一類具有較強刺激性氣味的蔬菜,含有豐富的有機硫化物,不僅會對目標農藥產生很強的干擾,還會使檢測結果出現假陽性。為了避免基質效應對定量分析準確度和精密度的影響,在對高硫蔬菜中的多農藥殘留進行分析時,樣品凈化步驟很關鍵[13-15]。Qu ECh ERS常用于果蔬中多農藥殘留的快速提取和分離凈化,Qu ECh ERS聯合液相色譜-串聯質譜法是國內外研究氨基甲酸酯類農藥殘留最常用的分析方法[16-19]。

本工作選用Qu ECh ERS 處理洋蔥、蔥、韭菜、蒜薹、生姜和大蒜等6種高硫蔬菜樣品,用超高液相色譜-串聯質譜法(UHPLC-MS/MS)測定其中克百威等16種氨基甲酸酯類農藥殘留,并針對性地考察了6種高硫蔬菜的基質效應,以期為高硫蔬菜中氨基甲酸酯類農藥殘留的測定提供參考。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

AB 4000＋型液相色譜-質譜聯用系統,配Analyst 1.6.3數據處理軟件;Agilent 1290型液相色譜儀,配二元高壓泵和自動進樣器;Milli-Q 型純水機;MS 205DU 型電子天平;3-18k型高速冷凍離心機。

涕滅威、殺線威、滅多威、速滅威、克百威、甲萘威、異丙威、乙霉威、仲丁威、丁硫克百威、三羥基克百威、涕滅威砜、抗蚜威、霜霉威、殺螟丹、甲基硫菌靈等16種氨基甲酸酯農藥標準溶液(市售)的質量濃度均為100 mg·L－1。

混合標準使用液:吸取100 mg·L－1氨基甲酸酯類農藥標準溶液各1.00 mL 于100 mL 容量瓶中,用乙腈稀釋至刻度,配制成1.00 mg·L－1混合標準儲備溶液,該溶液可在0～4℃避光條件下存放6個月。使用前,吸取1.00 mL 混合標準儲備溶液于10 mL 容量瓶中,用乙腈稀釋至刻度,配制成100μg·L－1的混合標準使用液,該溶液可在0～4 ℃存放7 d。

基質匹配混合標準溶液系列:分別移取6份空白樣品提取溶液1.00 mL 于2 mL 離心管中,再分別加入混合標準使用液50,100,200,300,400,500μL,吹氮至近干,用10%(體積分數,下同)乙腈溶液定容至1.00 mL,配制成質量濃度分別為5.0,10.0,20.0,30.0,40.0,50.0μg·L－1的基質匹配混合標準溶液系列(該溶液現配現用),經0.22μm 有機濾膜過濾后備用。

甲醇、乙腈為色譜純;C18、N-丙基乙二胺(PSA)等凈化材料;無水硫酸鎂、氯化鈉為優級純;試驗用水為超純水。

6批洋蔥、7批蔥、5批韭菜、3批蒜薹、6批生姜和7批大蒜等34個批次的高硫蔬菜均購自當地農貿市場。

1.2 儀器工作條件

1)色譜條件 Waters ACQUITY UPLC BEH C18色譜柱(100 mm×2.1 mm,1.7μm),柱溫40℃;進樣量2μL;流量0.40 mL·min－1;流動相:A 為含0.1%(體積分數,下同)甲酸的乙腈溶液,B 為0.1%甲酸溶液。梯度洗脫程序:0～1.50 min時,A為10%;1.50～4.50 min時,A 由10%升至30%;4.50～8.00 min 時,A 由30%升 至80%;8.00～8.10 min時,A 由80%降至10%;8.10～10.0 mn時,A 為10%。

2)質譜條件 電噴霧離子源正離子(ESI＋)模式;去溶劑溫度500 ℃;氣簾氣壓力138 kPa,碰撞氣壓力69 k Pa,離子氣1壓力379 k Pa,離子氣2壓力414 k Pa;離子噴射電壓5 500 V;多反應監測(MRM)模式。其他質譜參數見表1,其中“*”為定量離子對。

表1 質譜參數Tab.1 MS parameters

1.3 試驗方法

稱取10.00 g樣品放入50 mL 離心管中,加入－18 ℃冷凍乙腈10.0 mL、4.0 g 無水硫酸鎂和1.0 g氯化鈉后振搖2 min,靜置20 min,待溶液溫度恢復至室溫后,以3 000 r·min－1轉速渦旋混合5 min,以4 000 r·min－1轉速離心5 min。取2.0 mL上層乙腈提取液于裝有150 mg 無水硫酸鎂、30 mg PSA 和50 mg C18的15 mL離心管中,渦旋混合1 min,在－4 ℃下以5 000 r·min－1轉速冷凍離心10 min,取1.00 mL 上清液至2 mL 離心管中,吹氮至近干,加入10%乙腈溶液1.00 mL溶解,經0.22μm 有機濾膜過濾后,濾液按照儀器工作條件測定。

2 結果與討論

2.1 UHPLC-MS/MS條件的優化

以流動注射方式分別對16種農藥單標準溶液進行正離子電噴霧母離子(Q1)掃描,確定各目標化合物的母離子,再對母離子進行二級質譜掃描(MS2),每種農藥選擇2對響應值高的特征離子對作為定量及定性離子對,并對MRM 參數進行優化,優化結果見表1。

在色譜工作條件下,以0.01 mol·L－1的乙酸銨溶液和含0.1%的甲酸的乙腈溶液的混合溶液作為流動相時,殺螟丹和霜霉威離子響應特別低,當把0.01 mol·L－1的乙酸銨溶液換為0.1%的甲酸溶液時,離子響應和分離度均較好,16種農藥的總離子流色譜圖見圖1。

圖1 16種農藥的總離子流圖Fig.1 TIC chromatogram of the 16 pesticides

2.2 鹽析劑用量的選擇

在提取樣品時,鹽析劑中的無水硫酸鎂遇水產生的熱量會使樣品中部分極性強、熱穩定性差的氨基甲酸酯類農藥降解[12],雖然加入冷凍乙睛可平衡提取液溫度,但是仍要控制鹽析劑的用量。試驗考察了分別加入不同質量的無水硫酸鎂和氯化鈉作為鹽析劑時對16 種農藥提取效果的影響,結果見圖2。

圖2 鹽析劑用量對16種農藥提取效果的影響Fig.2 Effect of amount of salting out agents on extraction effect of the 16 pesticides

由圖2可知:殺螟丹、霜霉威、克百威和丁硫克百威的回收率低于60%,其他農藥回收率為60%～110%;霜霉威在不加鹽析劑時的回收率為20.3%;殺螟丹在不加鹽析劑時的回收率最高。綜合考慮,試驗選擇以4.0 g無水硫酸鎂和1.0 g氯化鈉作鹽析劑。

2.3 吸附劑用量的選擇

試驗固定吸水劑無水硫酸鎂用量為150 mg,考察了不同用量的PSA 和C18作為吸附劑時對16種農藥的回收率的影響,結果見圖3。

圖3 吸附劑用量對農藥回收率的影響Fig.3 Effect of amount of adsorbent on recovery of pesticides

由圖3可知:試驗采用的吸附劑對殺螟丹、霜霉威、克百威和丁硫克百威有一定的吸附作用,其回收率均低于60%,其他農藥回收率為60%～110%。因此,應在保證可以去除高硫樣品中雜質的同時,盡量減少吸附劑的用量,試驗選擇加入30 mg PSA 和50 mg C18混合吸附劑進行分散萃取凈化。

2.4 基質效應評價

按照儀器工作條件對基質匹配混合標準溶液系列和混合標準溶液系列進行測定,以農藥的質量濃度為橫坐標,其對應的峰面積為縱坐標繪制標準曲線,以兩者標準曲線斜率的比值考察基質效應,斜率比越接近1,基質效應越小,結果見表2。

表2 16種農藥的基質效應Tab.2 Matrix effects of the 16 pesticides

由表2可知:蒜薹的基質效應最大,韭菜和生姜次之;殺螟丹基質效應最為明顯,涕滅威砜和涕滅威次之。因此,試驗選擇配制基質匹配標準曲線溶液來制作標準曲線,以消除基質效應的影響。

2.5 標準曲線、檢出限與測定下限

按照儀器工作條件對基質匹配混合標準溶液系列進行測定,以16種農藥的質量濃度為橫坐標,對應的峰面積為縱坐標繪制標準曲線,線性參數見表3。

以3倍信噪比(S/N)計算檢出限(3S/N),以10倍信噪比計算測定下限(10S/N),結果見表3。

表3 線性參數、檢出限和測定下限Tab.3 Linearity parameters，detection limits and lower limits of determination

2.6 精密度和回收試驗

按照試驗方法對蒜薹進行低、中、高等3個濃度水平的加標回收試驗,每個濃度水平測定6次,計算回收率和測定值的相對標準偏差(RSD),結果見表4。由表4可知:3個添加水平下16種農藥的回收率為65.7%～112%,RSD 為1.5%～11%。

表4 精密度和回收試驗結果(n=6)Tab.4 Results of tests for precision and recovery(n=6)%

表4(續)%

2.7 樣品分析

按照試驗方法分析了34 個批次高硫蔬菜,在2批次洋蔥中檢出乙霉威,質量分數為0.040,0.178 mg·kg－1,在1批次生姜中檢出仲丁威,質量分數為0.092 mg·kg－1。

本工作系統地優化Qu ECh ERS中鹽析劑和凈化劑的用量,研究了6種高硫蔬菜中16種農藥的基質效應,建立高硫蔬菜中16種氨基甲酸酯類農藥殘留的UHPLC-MS/MS測定方法。該方法簡便、靈敏,適用于高硫蔬菜中氨基甲酸酯類農藥殘留的快速定性、定量分析。