綠葉蔬菜中烯啶蟲胺、氟啶蟲胺腈殘留的LC-MS∕MS 檢測方法研究

司文帥,張 穎,張耀丹,黃志英,白 冰,趙曉燕*

(1 上海市農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量標準與檢測技術研究所,上海 201403;2 上海健康醫(yī)學院,上海 201318)

烯啶蟲胺(Nitenpyram)和氟啶蟲胺腈(Sulfoxaflor)為新煙堿類廣譜殺蟲劑,主要通過激活煙堿型乙酰膽堿受體,作用于昆蟲的神經(jīng)系統(tǒng),對害蟲突觸受體具有神經(jīng)阻斷作用,表現(xiàn)出殺蟲活性[1-2]。 因作用位點不同,烯啶蟲胺和氟啶蟲胺腈與常規(guī)的有機磷類、氨基甲酸酯類、擬除蟲菊酯類等殺蟲劑無交互抗性,且具有高效、低毒、內(nèi)吸等優(yōu)點,被廣泛用于防治綠葉蔬菜上蚜蟲類、粉虱類、粉蚧類、葉蟬類、薊馬類等各種刺吸性害蟲,有較好的防治效果,入選了上海市2019 年農(nóng)藥品種推薦名錄(蔬菜),在上海市綠葉蔬菜種植中廣泛使用[3-5]。

隨著烯啶蟲胺和氟啶蟲胺腈的登記、推廣和使用,歐盟以及美國、韓國、日本、加拿大等地區(qū)對其制定了最大允許殘留限量(Maximum residue limits,MRLs)。 我國于2014 年開始對其制定臨時最大允許殘留限量,至2019 版仍為臨時限量,檢測標準仍為參照執(zhí)行[6]。 目前,在相關國家標準、行業(yè)標準中,尚無烯啶蟲胺和氟啶蟲胺腈的檢測方法,不利于上海市綠葉蔬菜中農(nóng)藥殘留的監(jiān)測控制,所以十分有必要開展烯啶蟲胺和氟啶蟲胺腈殘留的快速、準確的檢測方法研究。

烯啶蟲胺在水果、蔬菜以及其他農(nóng)作物中的殘留檢測方法已有報道,但多為液相色譜法[7]、氣相色譜法[8]、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法[9],關于氟啶蟲胺腈的報道較少,現(xiàn)有方法存在操作步驟多、分析時間長,溶劑使用量大等弊端[10]。 本試驗擬采用分散固相萃取方法進行提取和凈化、高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法進行測定,建立烯啶蟲胺和氟啶蟲胺腈在綠葉蔬菜中的殘留分析方法,以期為烯啶蟲胺和氟啶蟲胺腈的殘留檢測工作提供參考。

1 材料與方法

1.1 儀器和試劑

液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀(電噴霧離子源,美國 Waters 公司)、BEH C18 色譜柱(1.7 μm,2.1 mm ×100 mm,美國 Waters 公司)、渦動混合器(美國 TALBOYS 公司)、5424R 離心機(德國 Eppendorf 公司)、無水硫酸鎂(MgSO4)、石墨化炭黑(GCB)、十八烷基硅烷鍵合硅膠(C18)和乙二胺-N-丙基硅烷化硅膠(PSA)凈化劑、0.22 μm 有機濾膜(美國 Agilent 公司)。

烯啶蟲胺和氟啶蟲胺腈標準品(純度≥98%,德國Dr. Ehrenstorfer 公司),乙腈和甲醇(色譜純,美國Merck 公司);甲酸(色譜純,美國Merck 公司);實驗室用水為一級水。

1.2 標準溶液配置

標準儲備溶液(1 000 mg∕L):準確稱取10 mg(精確至0.1 mg)烯啶蟲胺和氟啶蟲胺腈標準品,用甲醇溶解并定容至10 mL,避光-18 ℃保存,有效期1 年。

混合標準溶液(10 mg∕L):準確吸取0.1 mL 農(nóng)藥標準儲備溶液于10 mL 容量瓶中,用甲醇定容至刻度,渦動混勻,裝瓶避光0—4 ℃保存,有效期1 個月。

1.3 儀器條件

1.3.1 液相色譜條件

流動相A 為甲醇,B 為含不同鹽的水相,分別以甲醇-10 mmol∕L 乙酸銨水溶液、甲醇-0.1%甲酸水溶液、甲醇-10 mmol∕L 乙酸銨+0.1%甲酸水溶液和甲醇-水溶液作為流動相,比較不同流動相對待測化合物測定的影響。 梯度洗脫程序:0 min,5%A;0—1.0 min,95% A;1.0—3.0 min,95% A;3.0—3.6 min,5%A;3.6—4.0 min,5% A。 流速:0.4 mL∕min;柱溫:45 ℃;進樣量:5 μL。

1.3.2 質(zhì)譜條件

電噴霧離子源(ESI)正離子模式;毛細管電壓:2.5 kV;離子源溫度:150 ℃;脫溶劑溫度:450 ℃,霧化氣(氮氣)流速:1 000 L∕h;錐孔氣(氮氣)流速:150 L∕h;碰撞氣(氬氣)流速:0.11 L∕h。

1.3.3 樣品處理

樣品取樣、制備和貯存:蔬菜的取樣量按照GB∕T 8855—2008 規(guī)定執(zhí)行,測試樣品取樣部位按照GB 2763—2019 規(guī)定執(zhí)行。 將樣品切碎,充分混勻,用四分法取樣或直接放入組織搗碎機中勻漿,放入聚乙烯瓶中。 將試樣按照測試和備用分別存放于-18 ℃條件下保存。

提取:準確稱取樣品10 g(精確到0.01 g)于50 mL 離心管中,加入乙腈20 mL,高速渦旋混勻20 min,然后加入氯化鈉約5 g,立即渦旋混勻約30 s,于8 000 r∕min 離心5 min,上清液備用。

凈化:吸取提取液約1.5 mL 于事先加有無水硫酸鎂150 mg、C1850 mg、GCB 10 mg 和PSA 50 mg 的2 mL塑料離心管中,渦流混勻30 s,8 000 r∕min 離心5 min。 取上清液0.5 mL,加一級水0.5 mL,混勻,過0.22 μm 濾膜后采用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀(LC-MS∕MS)測定。

1.4 試驗方案

試驗部分主要包括:樣品提取與凈化、質(zhì)譜和液相條件的優(yōu)化、基質(zhì)效應、線性范圍、檢出限及定量限、方法的準確度和精確度測定。

2 結果與分析

2.1 樣品提取與凈化

選取有代表性的綠葉蔬菜種類(菠菜、普通白菜和葉用萵苣)3 種樣品,添加烯啶蟲胺和氟啶蟲胺腈標準溶液(添加水平50 μg∕kg),選用農(nóng)藥提取常用溶劑乙腈和0.1%甲酸乙腈2 種溶劑比較提取效果。結果表明:乙腈和0.1%甲酸乙腈溶液對烯啶蟲胺和氟啶蟲胺腈的平均提取回收率分別約為94%、97%,無明顯差異,鑒于乙腈相對甲酸乙腈簡便、環(huán)保,因此采用乙腈為提取溶液。

采用目前應用最為廣泛的分散固相萃取作為前處理凈化方式,研究MgSO4、PSA、GCB、C18吸附劑對烯啶蟲胺和氟啶蟲胺腈回收率的影響。 稱取加標樣品10 g(添加水平50 μg∕kg),按照1.3.3 所述方法處理,比較不同凈化材料對樣品的凈化效果(表1)。 綜合考慮回收率和基質(zhì)效應,選擇150 mg 無水MgSO4、50 mg PSA、50 mg C18和10 mg GCB(編號4)對樣品進行凈化。

表1 不同凈化材料對回收率的影響Table 1 Effects of different purification materials on recovery

2.2 質(zhì)譜和液相條件的優(yōu)化

在全掃描采集模式下,烯啶蟲胺和氟啶蟲胺腈在正離子模式下的響應高于負離子模式時的響應,因此選取電噴霧正離子模式作為電離模式。 在MS∕MS 模式下,以[M +H]+離子為母離子得到二級碎片離子的全掃描質(zhì)譜圖,選擇豐度相對高和相對分子質(zhì)量較大的碎片離子,優(yōu)化碰撞能量,以化合物的特征碎片離子的靈敏度達到最大時的碰撞能量為最佳碰撞能量,最終質(zhì)譜參數(shù)見表2。

表2 烯啶蟲胺和氟啶蟲胺腈的MS 參數(shù)Table 2 MS parameters of nitenpyram and sulfoxaflor

在不同流動相條件下,當流動相為甲醇-0.1%甲酸水溶液時,烯啶蟲胺和氟啶蟲胺腈的峰型最好、儀器響應最佳。

2.3 基質(zhì)效應、線性范圍、檢出限及定量限

選擇空白的綠葉蔬菜樣品,按照1.3.3 樣品處理步驟處理后添加混合標準中間液,配制基質(zhì)標準曲線。 通過溶劑標準曲線計算發(fā)現(xiàn),該方法的基質(zhì)效應為7%—13%,小于20%,屬于弱基質(zhì)效應,因此可采用溶劑標準曲線進行定量。

添加回收結果表明,烯啶蟲胺和氟啶蟲胺腈分別在5 μg∕kg 和10 μg∕kg 的添加水平下信噪比(S∕N)大于3 和10,所以規(guī)定方法檢出限為5 μg∕kg,定量限為10 μg∕kg。 在5—200 μg∕L 范圍內(nèi),烯啶蟲胺標準曲線為Y=13 456x+451,氟啶蟲胺腈標準曲線為Y=38 642x+659,質(zhì)量濃度與儀器響應呈良好線性關系,r2＞0.998。

2.4 方法的準確度和精確度測定

在菠菜、普通白菜和葉用萵苣中添加不同水平(10 μg∕kg、50 μg∕kg 和 100 μg∕kg)的烯啶蟲胺和氟啶蟲胺腈,測定計算結果顯示:方法的回收率為92.6%—105.3%,相對標準偏差(RSD)為1.6%—6.8%(表3—4)。 該方法的回收率和相對標準偏差均可以滿足分析要求。

表3 烯啶蟲胺的加標回收結果Table 3 Results of nitenpyram recovery test

表4 氟啶蟲胺腈的加標回收結果Table 4 Results of sulfoxaflor recovery test

3 結論

本研究建立了烯啶蟲胺和氟啶蟲胺腈殘留的LC-MS∕MS 分析方法。 蔬菜樣品經(jīng)乙腈渦旋提取20 min,用無水MgSO4、PSA、GCB 和C18分散固相萃取凈化后,可采用LC-MS∕MS 進行定量檢測。 在菠菜、普通白菜和葉用萵苣樣品中添加3 個水平的烯啶蟲胺和氟啶蟲胺腈,回收率為92.6%—105.3%,相對標準偏差(RSD)為1.6%—6.8%,能滿足綠葉蔬菜中烯啶蟲胺、氟啶蟲胺腈殘留分析的要求。 該方法前處理簡便易行,在一定程度上縮短了分析時間、降低了溶劑用量,且儀器準確度好、靈敏度高,可以用于綠葉蔬菜風險監(jiān)測和評估,保障食品安全。