氣相色譜-串聯質譜法快速測定谷類中179種農藥殘留

□ 席甲甲 北京工業大學環境與生命學部 中糧營養健康研究院有限公司 營養健康與食品安全北京市重點實驗室

張巍巍 中糧營養健康研究院有限公司 營養健康與食品安全北京市重點實驗室 王柄鈞 北京工業大學環境與生命學部

史曉梅 中糧營養健康研究院有限公司 營養健康與食品安全北京市重點實驗室 羅云敬 北京工業大學環境與生命學部

錢承敬 中糧營養健康研究院有限公司 營養健康與食品安全北京市重點實驗室

為預防病蟲草害，在農作物的生長和谷類運輸及儲藏過程中常噴灑農藥，農藥的廣泛使用為農業生產節省大量人力，對保障谷類產量、質量等方面起到重大作用[1]。如果使用不當，谷類會受到不同程度農藥殘留的污染，對消費者健康造成潛在危害[2-3]。谷類是居民食物結構的基礎組成部分和國家重要的戰略物資，許多國家都制定了嚴格的農藥殘留限量標準[4-5]。我國谷類作物施用的農藥種類繁多，因各地區氣候環境的影響，農藥使用的種類和頻次差異較大[6]。因此，建立一種簡單、快速、靈敏、準確測定谷類中農藥殘留的分析方法，對全國不同區域谷類進行農藥殘留進行測定，有利于指導農藥的合理規范使用及保障谷類質量安全。

目前，農藥殘留的檢測方法有氣相色譜法[7-8]、氣相色譜質譜法[9-10]、氣相色譜-串聯質譜法[11-12]、超高效液相色譜串聯質譜法[13-14]。谷類樣品中農藥殘留量低且基質復雜，選擇合適的前處理方法可以降低基質對目標農藥檢測的干擾和儀器的損害[15]。常用的前處理方法有固相萃取法、分散固相萃取法、加速溶劑萃取法和QuEChERS法 等[16-18]。QuEChERS法簡化了前處理步驟，具有簡單、高效、便宜和準確等優勢，節省了前處理時間和減少回收率損失[19-20]。本研究采用QuEChERS樣品前處理方法結合氣相色譜-串聯質譜法測定小麥、玉米和大豆中179種農藥殘留，快速準確掌握谷類中農藥殘留狀況。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

GCMS-TQ8030氣相色譜-串聯質譜儀（日本島津公司）；JJ523BC型電子天平（常熟市雙杰測試儀器廠）；SR-2DS振 蕩 器（TAITEC)；KQ-500DB型數控超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）；4-20R臺式高速冷凍離心機（湖南可成儀器設備有限公司）；ZX-DC型氮吹儀（余姚市長江溫度儀器廠）。

179種農藥混合標準品（純度≥95%）；氯化鈉、無水硫酸鎂（分析純，國藥集團化學試劑有限公司）；PSA、C18（Agela Technologies）；乙腈、正己烷（色譜純，上海安譜實驗科技有限公司）。

1.2 標準溶液配制

準確移取農藥標準品，用乙腈配制成100 mg/L的混合標準儲備液， -20 ℃冰 箱貯存備 用。取100 μL的混合標準儲備液于液相小瓶中，加入900 μL乙腈渦旋混勻，配制成1 mg/L的混合標準溶液，后逐級稀釋配成 20 μg/L、50 μg/L、100 μg/L、200 μg/L和500 μg/L的混合標準溶液。標準溶液現配現用。

1.3 QuEChERS樣品前處理

分別稱取粉碎均勻的小麥、玉米、大豆樣品10 g置于50 mL離心管中，加入20 mL乙腈，5 gNaCl，2 000 r/min 振蕩提取20 min，超聲提取30 min后8 000 r/min離心5 min，待凈化。取5 mL上清液加入裝有500 mgMgSO4、150 mgPSA和150 mgC18的10 mL離心管中，2 000 r/min渦旋凈化3 min，3 500 r/min離心10 min，取3 mL上清液于5 mL氮吹管中，在40 ℃水溫下氮氣吹至近干，加入300 μL正己烷渦旋定容，過0.22 μm有機濾膜后GC-MS/MS檢測。

1.4 儀器檢測條件

①檢測儀器。使用GCMS-TQ8030氣相色譜-串聯質譜儀（GC-MS/MS）進行檢測。②色譜條件。色譜柱為DB-5MS（29.8 m×0.25 mm×0.25 μm）；載氣：氦氣純度≥99.999%；進樣口溫度280 ℃；程序升溫：50 ℃保持1 min，然后以25 ℃/min的速率升溫至125 ℃，再以20 ℃/min升溫至300 ℃，保持10 min；柱流速：1.2 mL/min，進樣量：1 μL；進樣方式：不分流進樣。③質譜條件。多反應監測模式（multiple reaction monitoring，MRM）；每種農藥分別選擇一對定量離子和一對定性離子。每組所有需要檢測離子按出峰順序，分時段進行掃描。

2 結果與分析

2.1 萃取劑的選擇

谷類中含水量較低、富含蛋白質和淀粉等[18,21-22]。實驗比較了乙酸乙酯、丙酮和乙腈3種溶劑對目標農藥的提取效果，結果表明，用乙酸乙酯和丙酮提取時，提取液中樣品雜質較多，不利于凈化。而乙腈作為萃取溶劑時，具有較少共萃取的基質成分。此外，乙腈是強極性溶劑，能夠穿破細胞壁，增強提取效果。

2.2 凈化劑的選擇

凈化過程中要充分去除樣品中的基質，減少其對目標農藥定性定量的干擾。本研究以MgSO4為脫水劑，在0.1 mg/L的添加水平下，考察PSA和C18添加量對農藥回收率的影響。

2.2.1 不同PSA用量對179種農藥加標回收率的影響

添加50 mg、100 mg、150 mg和200 mg不同量的PSA對農藥回收率的影響（見圖1），由圖1知，隨著PSA用量從50 mg增加到150 mg，滿足70%～110%回收率的農藥數量明顯增加，這是因為一些蛋白質等極性基質成分被PSA去除。當PSA添加量為200 mg時，農藥的加標回收率降低，可能是PSA導致最終提取液的pH值大于8，許多農藥在堿性環境中變得不穩定和易分解。

圖1 不同PSA用量對179種農藥加標回收率的影響

2.2.2 不同C18用量對179種農藥加標回收率的影響

固 定PSA添 加 量150 mg，比較50 mg、100 mg、150 mg和 200 mgC18用量對農藥回收率的影響，由圖2知，當C18添加量為150 mg時，農藥回收率在70%～110%數量最多，C18添加量過多時，可能會吸附一些農藥。最終本實驗采用150 mgPSA和150 mgC18凈化。實驗中加入NaCl和MgSO4具有沉淀蛋白的作用，MgSO4能夠有效去除樣品中的水分，提高乙腈對基質中農藥殘留的萃取效率。

圖2 不同C18用量對179種農藥加標回收率的影響

2.3 方法的線性范圍與檢出限

本實驗采用空白樣品基質提取液配制基質標準溶液，以降低基質效應對目標農藥檢測的影響。在0.02～0.50 mg/L質量濃度下，以質量濃度對應的峰面積繪制標準曲線。179種農藥的相關系數均大于0.996。每種農藥的3倍信噪比為檢出限，10倍信噪比為定量限。檢出限和定量限分別為0.001～0.016 mg/kg和0.003～0.050 mg/kg。

2.4 方法的回收率與精密度

在空白樣品基質中，添加0.025 mg/L、0.050 mg/L、0.100 mg/L水平的混合標準溶液，按1.3方法進行處理，每個水平平行測定6次。179種農藥的平均加標回收率為63.7%～117.2%，相對標準偏差（RSD）為1.04%～17.20%，回收率和精密度能夠滿足谷類檢測的要求。

2.5 實際樣品檢測

采用所建立的方法對全國不同產地的191份谷類樣品進行179種農藥殘留測定，檢出結果見表1。83份小麥樣品中，有5份小麥樣品中檢出農藥，檢出率為6.02%；92份玉米樣品中，2份玉米樣品中檢出農藥，檢出率均為2.17%；大豆樣品未檢出農藥。

表1 谷物樣品檢出結果（單位：mg/kg）

3 結論

本研究采用經優化的QuEChERS法進行谷類樣品前處理，建立了氣相色譜-串聯質譜快速測定小麥、玉米和大豆中農藥多殘留的測定方法。該方法的檢出限為0.001～0.016 mg/kg，添 加0.025、0.050和0.100 mg/L水平的混合標準溶液，農藥的平均回收 率 為63.7%～117.2%，RSD為1.04%～17.2%，均滿足谷類中農藥多殘留分析的要求。本研究僅對一年的谷物樣品進行農藥殘留檢測，需要繼續測定谷物中農藥殘留，為指導農藥的安全使用、保障谷物安全和生態環境安全提供依據。