水稻中呋蟲胺及其代謝物殘留的快速檢測與儲藏穩定性

趙子丹，吳燕，牛艷，王曉靜，王曉菁

寧夏農產品質量標準與檢測技術研究所（銀川 750002）

呋蟲胺（Dinotefuran），化學名稱為1-甲基-2-硝基-3-[（2-四氫呋喃）甲基]胍，是含四氫呋喃環的煙堿類殺蟲劑[1]，其主要通過與昆蟲體內的乙酰膽堿受體結合，使昆蟲全身痙攣、麻痹而死[2-3]。呋蟲胺殺蟲譜廣、內吸性強，是防治水稻、蔬菜和水果上刺吸性半翅目、雙翅目、甲蟲目和總翅目等害蟲的理想藥劑[4]。研究表明，呋蟲胺的代謝物主要有兩種，分別是1-甲基-3-[（3-四氫呋喃）甲基]二氫胍鹽（即DN）和1-甲基-3-[（3-四氫呋喃）甲基]脲（即UF），JMPR中對呋蟲胺在植物源性食品中的殘留物定義為呋蟲胺、UF及DN之和[5]，而我國對呋蟲胺在植物源性食品中的殘留物定義為呋蟲胺，且規定了稻谷和糙米中呋蟲胺的最大殘留限量值[6]。

目前，國內有關呋蟲胺殘留檢測的研究方法主要采用高效液相色譜（HPLC）法[7-9]，還有部分針對呋蟲胺混合制劑的農藥進行檢測研究的報道[10-11]。有關呋蟲胺及其代謝物的殘留檢測研究方法則主要采用液相色譜-質譜聯用（LC-MS/MS）法[12-13]，涉及的作物主要包括水稻[14-16]、黃瓜[17]、甘藍[18]、柑橘[19]、李子[20]、橙子[21]、咖啡豆[22]等。其中水稻中呋蟲胺及代謝物含量的LC-MS/MS檢測方法中，分別以甲醇和乙腈混合溶液[14]、乙酸和乙腈混合溶液[15]及乙酸水溶液[16]作為試樣的提取試劑。考慮到呋蟲胺在水中有一定的溶解度，因此，試驗采用2%乙酸乙腈溶液分別對糙米、稻殼、稻桿進行提取，結合QuEChERS凈化方式，經超高效液相色譜串聯質譜儀檢測，建立了水稻中呋蟲胺及其代謝物的殘留分析方法，并對添加了呋蟲胺及其代謝物的糙米、稻殼、稻桿樣品進行了儲藏穩定性試驗。該方法的前處理簡便快速、分析高效準確，可為開展呋蟲胺及其代謝物在水稻上的安全合理使用提供檢測依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

水稻（于水稻收獲期采集自寧夏賀蘭縣洪廣鎮，品種為寧粳43）。呋蟲胺、呋蟲胺代謝物UF、呋蟲胺代謝物DN標準品（純度≥98.5%，美國A ChemTek，Inc公司）；0.025%呋蟲胺顆粒劑（廣東真格生物科技有限公司）；乙腈、甲醇、甲酸（色譜純，德國Merck公司）；氯化鈉（分析純，國藥）；N-丙基乙二胺吸附劑（Primary secondary amine，PSA）、十八烷基鍵合硅膠吸附劑（C18）：上海安譜實驗科技股份有限公司；試驗用水（符合GB/T 6682—2008一級水要求的超純水，自制）。

1.1.2 儀器與設備

超高效液相色譜-串聯質譜聯用儀（AB SCIEX QTRAP 5500型，配有電噴霧離子源（ESI）及MQ3.2數據處理系統，美國AB公司）；電子天平（PL202-L型、XS205型，瑞士Mettler Toledo儀器有限公司）；恒溫振蕩器（THZ-92C型，上海喬躍電子有限公司）；低速臺式大容量離心機（TDL-40 C型，上海安亭科學儀器廠）；渦旋混合器（MS3digital型，德國IKA公司）。

1.2 方法

1.2.1 標準溶液的配制

分別準確稱取呋蟲胺、UF、DN標準物質于10 mL棕色容量瓶中，用乙腈溶解、定容，配制成質量濃度為1 000 mg/L標準溶液；同時，分別用乙腈稀釋成100 mg/L標準溶液，置于-20 ℃冰箱中保存備用。使用時再次稀釋配制成10 mg/L標準溶液，于-20 ℃冰箱保存。

1.2.2 水稻樣品前處理

分別準確稱取5.00 g糙米、5.00 g稻殼樣品和2.00 g（精確至0.01 g）稻桿樣品于50 mL離心管中，先加入10 mL水浸泡30 min，再加入20 mL 2%乙酸乙腈溶液，振蕩提取30 min，以4 000 r/min離心5 min。吸取1.0 mL上清液，經50 mg PSA+50 mg C18凈化，渦旋1 min，以4 000 r/min離心5 min。上清液經0.22 μm濾膜過濾，待測。

1.2.3 液相色譜條件

采用Waters Symmetry C18色譜柱（2.1 mm×100 mm，3.5 μm）；流動相A為甲醇、流動相B為0.1%甲酸水溶液；梯度洗脫條件：0～0.5 min，10%流動相A；0.5～3 min，流動相A：10%～90%；4～5 min，流動相A：90%～10%；6～8 min，10%流動相A；運行時間8 min。流速0.3 mL/min；柱溫40 ℃；進樣量2 μL。

1.2.4 質譜條件

電噴霧離子源（ESI），正離子模式；離子源溫度500 ℃；離子化電壓5 500 V；噴霧氣流速50 L/h；氣簾氣流速50 L/h；多重反應監測（MRM）；定量方式：外標法。

2 結果與分析

2.1 MS條件的確定

分別配制1 mg/L的呋蟲胺、UF、DN標準溶液，通過針泵進樣，在電噴霧電離 ESI（+/-）方式下進行全掃描（m/z50～500），分別確定母離子后再依次優化子離子。選擇信噪比高、峰形好、干擾小的離子對作為定性定量離子對，以多重反應監測正離子模式分別優化呋蟲胺、UF、DN的碰撞能量（CE）和去簇電壓（DP）等質譜參數，如表1所示，分別獲得相應的質譜檢測參數。

表1 呋蟲胺及其代謝物檢測質譜參數

2.2 流動相的選擇

試驗發現，采用Symmetry C18色譜柱，呋蟲胺及其代謝物可以較好地被保留下來，在流動相中添加1%甲酸溶液可以提高呋蟲胺及其代謝物的離子化效率，從而提高響應。采用上述確定的色譜條件和質譜條件對標準溶液進樣，呋蟲胺及其代謝物的基質標準溶液總離子流圖如圖1所示。

圖1 呋蟲胺及其代謝物的基質標準溶液總離子流圖

2.3 前處理方法優化

前期查閱文獻，結合參考文獻中相關的提取試劑對水稻中呋蟲胺及其代謝物的提取，結果發現其中DN的回收率均偏低；后期經過試驗發現，提取后不加MgSO4除去水分的凈化方式可提高樣品中DN的回收率，滿足檢測要求。通過比較PSA、C18和石墨化炭黑（Graphitizing of carbon black，GCB）3種凈化劑的使用方式和用量優化水稻中目標物凈化回收效果，試驗表明試樣提取液經GCB凈化后呋蟲胺代謝物UF、DN的回收率均較低，因此確定選擇PSA和C18為凈化劑。通過對PSA和C18的用量進行優化，結果表明試樣提取液經50 mg PSA和50 mg C18的組合凈化后效果最佳。

2.4 標準曲線方程及檢出限

使用空白水稻樣品提取液，配制10，20，50，100，200，500和1 000 μg/L基質標準混合溶液，在上述確定的檢測條件下進樣，以標準溶液濃度為橫坐標，以定量離子對峰面積為縱坐標，繪制標準曲線。由表2可知，呋蟲胺及其代謝物在此濃度范圍內均具有良好的線性關系，相關系數r值均大于0.999。以稱樣量為5 g，定容體積為30 mL計，通過3倍信噪比計算檢出限，呋蟲胺及其代謝物的最低檢出限均為0.005 mg/kg。

表2 呋蟲胺及其代謝物的標準曲線方程、r值及檢出限

2.5 方法的準確度和精密度

分別在糙米、稻殼、稻桿的空白樣品中按照0.01，0.2和1.0 mg/kg 3個質量濃度水平單獨添加呋蟲胺及其代謝物的標準溶液，每個濃度5次平行，進行添加回收試驗。由表3可知，在0.01～1.0 mg/kg添加水平范圍內，呋蟲胺及其代謝物在糙米中平均添加回收率為77%～101%，相對標準偏差為1.3%～9.5%；在稻殼中平均添加回收率為87%～104%，相對標準偏差為0.6%～7.5%；在稻桿中平均添加回收率為87%～103%，相對標準偏差為1.6%～7.7%。根據NY/T 788—2018的要求，滿足農藥殘留分析的要求。

表3 呋蟲胺及其代謝物在糙米、稻殼、稻桿中的添加回收率和相對標準偏差（n=5）

2.6 儲藏穩定性試驗

分別在糙米、稻殼、稻桿空白樣品中按照0.3 mg/kg質量濃度水平單獨添加呋蟲胺及其代謝物的標準溶液，將所有添加樣品進行密封，放入低于-18 ℃冰箱中保存。以添加樣品第1天及2，4，8，16，20，25周作為取樣間隔，通過上述確定的檢測方法處理樣品。由表4可知，在低于-18 ℃條件下儲藏25周的試驗期間內，呋蟲胺在糙米、稻殼、稻桿中的降解率為3%～18%，UF在糙米、稻殼、稻桿中的降解率為2%～15%，DN在糙米、稻殼、稻桿中的降解率為0～12%。依據NY/T 3094—2017中的要求，降解率均小于30%，表明在儲藏溫度低于-18 ℃、儲藏時間為25周的試驗期間內，呋蟲胺及其代謝物在水稻基質中均比較穩定。

表4 呋蟲胺及其代謝物在糙米、稻殼、稻桿中的平均降解率

3 結論

試驗建立了水稻中呋蟲胺及其代謝物檢測的超高效液相色譜-串聯質譜分析方法，采用QuEChERS方法提取、凈化，前處理簡單快速，呋蟲胺及其代謝物在糙米、稻殼、稻桿中的平均添加回收率分別為77%～101%，87%～104%和87%～103%，相對標準偏差分別為1.3%～9.5%，0.6%～7.5%和1.6%～7.7%。該方法準確度高，精密度好，符合農藥殘留檢測分析要求。在儲藏溫度低于-18 ℃、儲藏時間為25周的試驗期間內，呋蟲胺及其代謝物在糙米、稻殼、稻桿中均比較穩定。該方法操作簡便、快速高效、定量限低，適用于水稻中呋蟲胺及其代謝物的殘留檢測，同時可為其他農產品及食品測定呋蟲胺及其代謝物的殘留量提供參考依據。