QuEChERS-氣相色譜-三重四極桿質譜法測定白花蛇舌草中18種有機磷農藥

(徐州工業職業技術學院,徐州 221140)

白花蛇舌草又名蛇舌癀、蛇針草、白花十字草、龍舌草,是茜草科耳草屬植物,全草皆可入藥,其成藥味苦、淡,性寒,主要功效是清熱解毒、消痛散結、利尿除濕[1-3]。在白花蛇舌草種植過程中,會使用農藥[如有機磷農藥(OPPs)]防治其病蟲害,而大部分OPPs屬于高毒性農藥,過量使用會造成環境污染、人畜中毒等[4-6],因此有必要加強對白花蛇舌草中OPPs殘留水平的監控。白花蛇舌草的基體成分比較復雜,內含有多糖、黃酮、萜類、有機酸、甾體類等成分[7],而OPPs殘留量較低,這使得對白花蛇舌草中OPPs的提取、分離、測定的難度加大。

目前測定OPPs殘留的方法主要有氣相色譜法(GC)[8-10]、液相色譜法(LC)[11-12]、氣相色譜-質譜法(GC-MS)[13]、液相色譜-串聯質譜法(LC-MS/MS)[14-15]等、氣相色譜-三重四極桿質譜法(GC-MS/MS)[16-17]等。GC-MS/MS 具有靈敏度高、分析快速、選擇性好、通量高、抗基質干擾強等優點,且該儀器價格低于LC-MS/MS;在MS/MS 分析中,多反應監測(MRM)模式不僅可解決GC 和LC 易受雜質干擾和靈敏度低等問題,還可消除GC-MS 選擇離子監測(SIM)掃描中存在的碎片離子信息少、定性不準確等問題。因此,GC-MS/MS已成為測定復雜基質樣品中多組分OPPs殘留的理想技術。關于OPPs殘留的前處理方法也較多,其中Qu ECh ERS是利用吸附劑填料與雜質的相互吸附作用來達到除雜凈化目的的,具有回收率高、準確度高、操作簡便、溶劑消耗量少、分析快速、安全可靠等優點[17-18]。因此,本工作基于QuEChERS-GC-MS/MS,建立了白花蛇舌草中18種OPPs殘留的測定方法,以期為白花蛇舌草的質量監督及其農藥殘留風險評估提供科學依據。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

GCMS-TQ8040三重四極桿型氣相色譜-質譜聯用儀;BUCHI R-200型旋轉蒸發儀;MTV-100型多管漩渦混合儀;QL-901型渦旋混合器;TGL-20B型臺式高速離心機;HY-4型超聲儀;ALC-200.4型電子天平。

18種OPPs(丙溴磷、蟲螨腈、特丁硫磷、地蟲硫磷、二嗪農、乙拌磷、除線磷、噠螨靈、甲基嘧啶磷、馬拉硫磷、水胺硫磷、地毒磷、溴硫磷、喹硫磷、殺撲磷、滅菌磷、苯醚甲環唑、三唑磷)標準品的純度大于99.5%。

單標準儲備溶液:分別稱取18種OPPs標準品各0.2 g(精確至0.1 mg),用乙酸乙酯溶解并定容至100.0 mL,配制成2 000 mg·L－1標準儲備溶液。

混合標準溶液:分別取適量18種OPPs單標準儲備溶液,用乙酸乙酯稀釋,配制成100 mg·L－1混合標準溶液。

混合標準溶液系列:分別取適量18種OPPs單標準儲備溶液,用空白樣品溶液逐級稀釋,配制成10.0,50.0,100.0,500.0,1 000.0μg·kg－1的混合標準溶液系列。

乙腈、乙酸乙酯、正己烷、丙酮均為色譜純;吸附劑乙二胺-N-丙基硅烷(PSA);C18吸附劑;石墨化炭黑(GCB);氯化鈉、無水硫酸鎂、甲苯均為分析純。

白花蛇舌草由無錫山禾集團健康參藥連鎖有限公司提供。

1.2 儀器工作條件

1)色譜條件 Rxi-5 Sil MS 毛細管氣相色譜柱(30 m×0.25 mm,0.25μm);進樣口溫度260℃;不分流進樣;載氣為氦氣,載氣流量為1.0 mL·min－1;進樣量1μL;溶劑延遲時間5 min。柱升溫程序:初始溫度40 ℃,保持4 min;以25 ℃·min－1速率升溫至125 ℃;再以10 ℃·min－1速率升溫至300 ℃,保持5 min。

2)質譜條件 電子轟擊離子(EI)源;接口溫度280 ℃;離子源溫度200 ℃;多反應監測(MRM)模式;其他質譜參數見表1。

表1 質譜參數Tab.1 MS parameters

1.3 試驗方法

將樣品粉碎后過孔徑為0.150 mm 的篩網,分取2.0 g(精度至0.1 mg)于100 mL 燒杯中,加入20 mL乙腈,以15 000 r·min－1轉速均質1 min,轉移至100 mL離心管中,加入4.0 g氯化鈉、4.0 g無水硫酸鎂后劇烈振蕩1 min,以8 000 r·min－1轉速離心5 min。取上清液2 mL 于裝有40 mg PSA、40 mg C18吸附劑、20 mg GCB 和1.0 mL 甲苯的10 mL聚苯乙烯具塞離心管中,劇烈振蕩1 min,靜置5 min,過0.22μm 有機系針式過濾器,濾液供GC-MS/MS分析。

2 結果與討論

2.1 提取溶劑的選擇

試驗比較了正己烷、丙酮、乙酸乙酯、乙腈、含1%(體積分數,下同)乙酸的乙腈溶液等作提取溶劑對白花蛇舌草中18種OPPs的提取回收率的影響。結果顯示:上述溶劑對白花蛇舌草中OPPs的提取回收率依次為87.3%,81.2%,90.7%,97.6%,96.2%。其中丙酮易帶入水分,損壞毛細管色譜柱;正己烷和乙酸乙酯易將白花蛇舌草中的色素也提取出來;含1%乙酸的乙腈溶液會導致部分堿性OPPs分解。綜合考慮,試驗選擇乙腈作為提取溶劑。

2.2 凈化體系的選擇

PSA 可有效吸附白花蛇舌草中有機酸和色素;C18吸附劑可有效吸附脂肪酸和油脂;GCB 具有片層結構,可有效吸附色素、維生素、甾醇等組分。因此,試驗選擇40 mg PSA、40 mg C18吸附劑和20 mg GCB作為凈化體系,所得18 種OPPs的回收率為90.0%～110%。

2.3 色譜柱的選擇

試驗比較了Rxi-5 Sil MS、HP-5MS 和VFWAXms等3種規格相同的毛細管氣相色譜柱對18種OPPs的分離效果,結果見圖1。

圖1 使用不同色譜柱時18種OPPs的總離子流色譜圖Fig.1 Total ion chromatograms of 18 OPPs using different chromatographic columns

由圖1可知:和其他2種色譜柱相比,Rxi-5 Sil MS毛細管氣相色譜柱不僅能分離出18種OPPs,且分離效果較好。因此,試驗選擇Rxi-5 Sil MS毛細管氣相色譜柱進行色譜分離。

2.4 基質效應

分別在樣品溶液和乙酸乙酯中加入10.0,20.0,1 000.0μg·kg－1的18種OPPs混合標準溶液,以兩者的質譜響應值的比值作為基質效應值,所得結果見表2。如果某種農藥基質效應值為0.90～1.10時,說明基質效應不顯著;基質效應值大于1.10或小于0.90時,說明存在基質增強效應或基質減弱效應。

由表2 可知:18 種OPPs 的基質效應值為0.92～1.43,其中除線磷和噠螨靈表現為基質增強效應。為減弱基質效應帶來的干擾,試驗采用空白樣品溶液配制的混合標準溶液系列制作工作曲線。

表2 基質效應Tab.2 Matrix effect

2.5 工作曲線、檢出限和測定下限

按照儀器工作條件測定混合標準溶液系列,以18種OPPs的質量分數為橫坐標,其對應的峰面積為縱坐標繪制工作曲線。結果顯示,18種OPPs工作曲線的線性范圍均為10.0～1 000.0μg·kg－1,線性參數見表3。

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

由表3 可知:18 種OPPs的檢出限為0.6～3.0μg·kg－1,測定下限為2.0～10.0μg·kg－1。

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

對3 個陰性白花蛇舌草樣品進行低、中、高等3個濃度水平的加標回收試驗,按照試驗方法進行測定,每個濃度水平平行測定6次,計算回收率和測定值的相對標準偏差(RSD),精密度和回收試驗結果見表4。

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)

由表4 可知:3 個樣品中OPPs 的回收率為90.3%～99.9%,測定值的RSD 為1.0%～3.6%,說明該方法的準確度和精密度均較好。

2.7 樣品分析

按照試驗方法分析10個白花蛇舌草樣品。結果顯示:在10個白花蛇舌草樣品中檢出了乙拌磷、馬拉硫磷、三唑磷和噠螨靈,檢出量為0.2～19.4μg·kg－1,其中乙拌磷殘留量高達19.4μg·kg－1。

本工作建立了QuEChERS-GC-MS/MS 測定白花蛇舌草中18 種OPPs的方法,該方法回收率高、精密度好、檢出限低,可用于白花蛇舌草中多組分農藥殘留的定量檢測與定性確證,為保障中草藥質量安全提供檢測技術支持。