QuEChERS結合氣相色譜-串聯質譜法檢測蔬菜中31種農藥殘留

曹盟盟 肖傳勇 王紅梅 張倩 梁曉明

摘要 [目的]建立QuEChERS結合氣相色譜-串聯質譜法（GC-MS）同時測定蔬菜中31種農藥殘留的分析方法。[方法]經過對比最終確定樣品采用QuEChERS前處理方法，以乙腈提取，無水硫酸鎂鹽包鹽析分離，離心之后凈化處理，濃縮定容后，采用氣相色譜-串聯質譜法在多反應監測模式（MRM）下監測分析，基質配制標準溶液，外標法定量。[結果]31種農藥在一定含量范圍內（1～1 000 μg/L）線性關系良好（R2>0.99），3個添加水平的回收率為77.0%～118.0%，相對標準偏差（RSD）在1.02%～9.28%，方法的檢出限為0.1～1.0 μg/kg，方法的定量限為0.5～5.0 μg/kg。[結論]該方法操作簡單快速、靈敏度高、準確性好，適合于蔬菜中多種農藥殘留的檢測。

關鍵詞 QuEChERS;氣相色譜-串聯質譜法;蔬菜;農藥殘留

中圖分類號 TS 207.5+3? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2022）01-0203-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.01.055

Determination of 31 Kinds of Pesticides Residues in Vegetables by QuEChERS Coupled with Gas Chromatography-Mass Spectrometry

CAO Meng-meng， XIAO Chuan-yong， WANG Hong-mei et al

（Dezhou Agricultural Products Quality Inspection Center， Dezhou， Shandong 253015）

Abstract [Objective] To establish an analytical method for the simultaneous determination of 31 pesticide residues in vegetables by QuEChERS combined with gas chromatography-tandem mass spectrometry （GC-MS）.[Method] After comparison，the samples were finally treated with QuEChERS，extracted with acetonitrile，separated by anhydrous magnesium sulfate salting out，purificated after centrifugation，after concentration and dissolution，the compounds were analyzed by GC-MS under multiple reaction monitoring （MRM） mode，matrix preparation standard solution，external standard method was used for quantitative analysis.[Result]The 31 pesticides had a good linear relationship within a certain content range （1-1 000 μg/L） （R2>0.99）.The recovery rate of the three addition levels was 77.0%-118.0%， the relative standard deviation （RSD） was 1.02%-9.28%， the detection limit of the method was 0.1-1.0 μg/kg， and the quantification limit of the method was 0.5-5.0 μg/kg.[Conclusion]The method is simple and fast to operate， has high sensitivity and good accuracy， and is suitable for the detection of multiple pesticide residues in vegetables.

Key words QuEChERS;Gas chromatography-tandem mass spectrometry（GC-MS）;Vegetables;Pesticide residues

作者簡介 曹盟盟（1989—），女，山東德州人，農藝師，碩士，從事農產品農藥殘留檢測及方法研究。

收稿日期 2021-05-20

我國是農業大國，山東省是蔬菜生產大省，由于人口眾多同時也是蔬菜消費大省，據統計，山東省近3年蔬菜總產量超8 000萬t，約占全國的1/9[1]。由于蔬菜病蟲害較多，幾乎種植戶都會使用殺蟲劑、殺菌劑等進行病害防治，如此減少病蟲害的同時還能提高產量，所以蔬菜農藥殘留其實較為普遍。隨著國家對食品安全的重視程度越來越高，農產品安全也已經成為老百姓關注的熱點，加強對蔬菜農藥殘留的檢測工作顯得尤為重要。

目前蔬菜中農藥殘留檢測方法主要有氣相色譜法、液相色譜法、氣相色譜-串聯質譜法和液相色譜-串聯質譜法[2]。氣相色譜-串聯質譜法具有靈敏度高、高通量、定性定量準確等特點，所以該研究采用氣相色譜-串聯質譜法[3-4]。NY/T 761—2008和GB 23200.8—2016在前處理提取時樣品和乙腈的提取比例為1∶2，樣品需要量多且有機溶劑使用量大，NY/T 761—2008還存在前處理時間長、基質干擾大、容易出現假陽性等問題[5-6]。GB 23200.113—2018植物源性食品農藥殘留量的測定前處理方法主要有 QuEChERS前處理和固相萃取方法[7]，而QuEChERS前處理方法最早提出是在2003年，最先應用于蔬菜水果中[8]，因其速度快、安全性高、污染小、效果好等優勢在國際上廣泛傳播，所以該研究基于氣相色譜-串聯質譜法采用QuEChERS前處理優化方法，旨在為蔬菜的多種農藥殘留檢測提供依據。

1 材料與方法

1.1 主要儀器

TQ8040GC-MS/MS聯用儀（日本Shimadzu公司）;萬分之一天平（北京賽多利斯儀器系統公司）;氮吹儀（organomation N-EVAPTM112）;高速組織勻漿機（IKA T25 digital ULTRA TURRAX德國）;TGL-20B高速離心機（上海安亭科學儀器廠）;HY-4調速多用振蕩器（江蘇中大儀器科技有限公司）;KQ-500E型超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）。

1.2 試劑

乙腈、丙酮均為色譜純（美國Fisher公司）;水（杭州娃哈哈純凈水）;無水硫酸鎂（分析純，國藥集團化學試劑有限公司）;固相萃取柱（弗羅里矽柱）;乙二胺-N-丙基硅烷（PSA）粉和石墨化碳黑（GCB）粉購自上海安譜科技股份有限公司。

農藥標準溶液：甲胺磷、乙酰甲胺磷、氧樂果、α-666、樂果、β-666、γ-666、嘧霉胺、δ-666、氟甲腈、甲拌磷亞砜、甲拌磷砜、甲拌磷、毒死蜱、對硫磷、三唑酮、水胺硫磷、氟蟲腈硫醚、二甲戊靈、氟蟲腈、腐霉利、氟蟲腈砜、溴蟲腈、三唑磷、聯苯菊酯、氯氟氰菊酯、噠螨靈、咪鮮胺、氯氰菊酯、氰戊菊酯、苯醚甲環唑，標準樣品均購買于農業農村部環境質量監督檢驗測試中心（天津）。

1.3 溶液配制

1.3.1 標準儲備溶液。分別吸取農藥標準品 1 mL，用丙酮定容在 10 mL 容量瓶中，各農藥標準貯備液的濃度為 100 mg/L，于-18 ℃儲存。

1.3.2 混合標準溶液。將31種農藥分為A、B、C組，按照組別各吸取同組別農藥0.5 mL 標準儲備液于10 mL 容量瓶中，用丙酮定容至刻度，混合標準中間液濃度為5 mg/L，于-18 ℃儲存。

1.3.3

基質混合標準工作溶液。空白基質溶液氮吹加入2 mL丙酮，吸取混合標準溶液復溶，臨用時再配制成0.01、0.02、0.05、0.15、0.20 mg/L的標準系列。基質混合標準工作溶液應現用現配。

1.3.4

丙酮+正己烷（1∶9，V∶V）。量取 10 mL丙酮，加至90 mL正己烷中，混合均勻。

1.4 樣品前處理

1.4.1 QuEChERS前處理。

準確稱取樣品10.0 g（精確至0.1 g）于50 mL離心管中，加入10.0 mL乙腈、6 g無水硫酸鎂、1.5 g醋酸鈉手動快速搖勻，劇烈振蕩1 min，然后10 000 r/min離心5 min。吸取6 mL上清液于事先填入900 mg無水硫酸鎂、150 mg N-丙基乙二胺（PSA）、15 mg石墨化碳黑（GCB）的15 mL離心管中，渦旋混勻1 min，以10 000 r/min離心5 min，吸取2 mL上清液于50 mL小燒杯，氮吹至近干，丙酮定容至2 mL，倒入樣品瓶中，待上機檢測。

1.4.2 固相萃取弗羅里矽柱前處理。

準確稱取樣品25.0 g（精確至0.1 g）于 100 mL燒杯中，加入 50 mL乙腈，高速勻漿2 min，濾紙過濾到裝有7 g氯化鈉的100 mL具塞量筒中，收集濾液50 mL，劇烈振蕩2 min，靜置30 min。 用移液管從具塞量筒中吸取10 mL溶液于150 mL小燒杯中，將燒杯置于80 ℃水浴鍋中，氮氣吹至近干，加入2 mL丙酮，待凈化。先將弗羅里矽柱依次用5 mL丙酮+正己烷（1∶9）、5 mL 正己烷預淋洗，當溶劑液面到達柱吸附層表面時，立即倒入2 mL上清液，用離心管收集洗脫液，用5 mL丙酮+正己烷（1∶9）淋洗弗羅里矽柱，于 80 ℃以下氮吹近干，用丙酮準確定容至2 mL并渦旋混勻倒入樣品瓶，待測。

1.5 色譜、質譜條件

色譜柱為SH-RXI-5 sil/MS，膜厚 0.25 μm，內徑 0.25 mm，長度30 m;進樣方式為不分流進樣，進樣口溫度為250 ℃;柱溫箱升溫程序為50 ℃保持 1 min，以 25 ℃/min升至125 ℃，再以 10 ℃/min 升至 300 ℃保持5 min;載氣為He，總流量30.0 mL/min，柱流量為 1.69 mL/min;吹掃流量為5.0 mL/min。離子源溫度200 ℃，溶劑延遲時間1.5 min，檢測器電壓0.6 kV。

2 結果與分析

2.1 儀器條件優化

通過SCAN模式對m/z 50 ～ 600的離子碎片進行掃描，確定各組分的前體離子和農藥的保留時間，對未知樣品進行定性。通過SIM和MRM 2種模式對31種農藥進行檢測分析，結果表明MRM模式信噪比和靈敏度更高，抗干擾能力強，所以采用多反應監測（MRM）模式。選擇質荷比（m/z）大及豐度高的離子作為母離子，通過不同的碰撞電壓對母離子進行轟擊得到子離子掃描圖，改變碰撞電壓優化各組母離子和子離子，選擇響應最好的組合，確定1對定量離子、2對定性離子，按照保留時間順序分段檢測，根據保留時間和離子豐度比定性，根據定量離子的峰面積定量，優化后的質譜參數見表1。

2.2 樣品前處理方法的選擇和優化

樣品前處理分別采用QuEChERS和弗羅里矽柱固相萃取小柱2種方法進行比較[9]：①提取過程，固相萃取的提取所需樣品量多且有機溶劑使用量大，有毒溶劑的使用對試驗人員有一定的傷害[10-11];QuEChERS操作較為簡單，減少了樣品取樣量和提取溶劑的使用量，相對更安全[12-15]。②凈化過程，固相萃取凈化所需時間長、步驟煩瑣、使用溶劑多，尤其是回收率偏低，固相萃取回收率在48.0%～80.0%;QuEChERS凈化填料含有PSA、GCB，對雜質的凈化優于單一凈化填料，結果更穩定，回收率較好[16]，在82.5%～104.0%。從2種前處理方法的回收率（表2）來看，QuEChERS法的回收率更好，而且提取過程和凈化過程更為簡單快速，所以采用QuEChERS前處理操作。

2.3 減小基質干擾

基質效應是樣品中其他未知成分對樣品中待測化合物產生的干擾，從而影響分析結果的準確性[17]。基質效應有基質增強效應和基質抑制效應2種[18]。農藥不同、基質不同導致的基質效應也不同，而同一種基質不同的農藥、同一種農藥不同的基質導致的基質效應也不同，所以為了減少基質效應對結果的影響，采用空白基質配制標準溶液，來補償基質效應[19-21]。

該研究采用大白菜的空白樣作為基質，將31種農藥配制成濃度分別為0.005、0.010、0.020、0.050、0.150、0.200 mg/L的標準溶液，繪制標準曲線，減小基質效應。 如圖1為大白菜基質配制標準溶液的總離子流色譜圖。

2.4 方法驗證

2.4.1 方法的線性范圍、檢出限。

用大白菜、茄子的空白基質將31種農藥配制成濃度為0.005、0.010、0.020、0.050、0.150、0.200 mg/L的系列標準溶液。上機測定，以峰面積為縱坐標、標準品濃度為橫坐標繪制標準曲線。以3倍信噪比（S/N=3）計算方法檢出限，10倍信噪比（S/N=10）計算定量限。31種農藥的線性方程、線性范圍、檢出限和定量限見表3。由表3可見，31種農藥在一定含量范圍內（1～1 000 μg/L）線性關系良好（R2>0.99），方法的檢出限為0.1～1.0 μg/kg，方法的定量限為0.5～5.0 μg/kg，靈敏度比較高，適合該試驗的研究方法。

2.4.2 方法的回收率和精密度。

分別在大白菜和茄子空白樣品中加入31種農藥混合標準工作液，3個添加水平分別是50、100、150 μg/kg，每個添加水平做6次平行，為減少基質效應的影響，回收率試驗時，采用相應的空白基質配制標準溶液來進行計算，大白菜和茄子基質的回收率和精密度結果見表4。由表4可見，3個添加水平的回收率為77.0%～118.0%，相對標準偏差（RSD）在1.02%～9.28%，準確性好，適合于蔬菜中多種農藥殘留的檢測。

3 結論

該研究經過與固相萃取對比試驗，發現QuEChERS前處理方法在提取過程使用有機溶劑少、毒性小、節省時間，檢測蔬菜農藥殘留回收率更好，結果更穩定，所以采用QuEChERS法，結合氣相色譜-質譜聯用儀，優化了31種農藥的質譜參數，通過基質配標準溶液減少基質效應，建立了蔬菜中31種常見農藥的檢測方法。此方法可以快速高效地完成蔬菜農藥殘留檢測，更好地服務市場監管工作。

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