多壁碳納米柱凈化法檢測茶葉中多種農藥殘留

周宏霞，王妙，張梅超，張羽

威海市食品藥品檢驗檢測研究院（威海 264210）

茶葉作為天然綠色的健康飲品深受國內外消費者的喜愛。但是茶葉在種植過程中會使用一些農藥，以防治和減少茶樹病蟲害的危害，但可能導致茶葉中殘留農藥而危害人體健康。因此茶葉中農殘檢測一直是國內外食品監管部門的監測重點。歐盟、日本等國家或地區對茶葉中農藥殘留做了嚴格要求，并制定最大殘留限量（MRL），我國的GB 2763—2021《食品安全國家標準 食品中農藥最大殘留限量》中規定茶葉中各種農殘的限量要求[1-2]。因此開展茶葉中多種農藥殘留的檢測，對茶葉中的農殘進行監控是十分必要。

農藥殘留前處理技術主要包括液液萃取法[3-5]、固相萃取法[6-7]、薄層色譜法和QuEChERS[8-11]。QuEChERS方法具有分析速度快、通量大、效率高且成本低等特點，能夠很好地與液相色譜-串聯質譜檢測技術融合，滿足高通量、高選擇性、高靈敏度的檢測技術要求。QuEChERS凈化法一般采用乙二胺-N-丙基硅烷（primary secondary amine，PSA）、石墨化碳黑（graphitized carbon black，GCB）和十八烷基硅膠鍵合相（C18）等物質為凈化劑[12]。但是茶葉基質復雜，采用一般的QuEChERS凈化劑進行凈化，會存在凈化不徹底，存在基質干擾的現象發生。多壁碳納米是一種新型碳納米材料，由于具有比表面積大、吸附能力強等優點，被應用于改進QuEChERS方法的凈化性能[13-15]。IC-NANO-C是多壁碳納米柱的一種，它采用表面鍵合特殊官能團修飾，增加了對色素、脂肪酸等干擾物的選擇性，并且通過表面去活技術，控制材料對藥物的過分吸附力，保證敏感性農藥的回收率。該種材料比表面積大，具有典型的層狀中空結構特征，增大其比表面積，增加材料的附載能力。

近年來，用多壁碳納米柱對茶葉進行凈化，液質聯用法進行檢測的研究未見報道。試驗采用IC-NANO-C多壁碳納米柱對茶葉樣品進行凈化進行多農殘留量的分析，建立一種快速、簡便、高效的檢測茶葉中多種農殘的方法。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

LC-30AD島津高效液相色譜儀（日本島津公司）；AB6500 Qtrap三重四極桿質譜儀（美國AB公司）；離心機（Eppendorf）；渦旋混合器（德國IKA公司）；電子天平（0.1 mg，賽多利斯）；Milli-Q超純水器（美國Milipore公司）。

乙腈、甲酸（均為色譜純，Thermo）；滅多威、甲拌磷、水胺硫磷、吡蟲啉、毒死蜱、克百威標準物（100 μg/mL，農業部環境質量監督檢驗測試中心）；IC-NANO-V、IC-NANO-C（均為天津博納艾杰爾科技有限公司）。

綠茶葉樣品（購自當地市場）；空白基質樣品（來自購買樣品初篩后確定無殘留的樣品）。

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品前處理

準確稱取2.0 g（精確至0.01 g）制備好的茶葉粉末于50 mL離心管內，加入10 mL水渦旋混勻后，靜止浸泡30 min，準確加入10 mL 1%的乙酸酸化乙腈渦旋1 min，加入4 g無水硫酸鎂和1 g氯化鈉劇烈震蕩1 min后，按5 000 r/min離心5 min。取1 mL上清液于IC-NANO-C凈化柱中，推出，反復推吸操作3～4次，上清液過0.22 μm有機濾膜，待上機檢測。

1.2.2 標準溶液的配制

準確移取0.1 mL質量濃度100 μg/mL的滅多威、水胺硫磷、甲拌磷、克百威、毒死蜱、吡蟲啉、氧樂果7種標準物質于10 mL容量瓶中，加入乙腈定容得質量濃度1 μg/mL的標準中間液，于-18 ℃保存。根據試驗需求，按照1.2.1的樣品前處理步驟處理空白茶葉樣品制得空白樣品基質，用空白基質溶液配制質量濃度1，5，10，20，50和100 ng/mL的標準工作溶液系列。

1.2.3 液相色譜-質譜條件

色譜柱Kinetex?C18（2.1 mm×100 mm，2.6 μm）。流動相A為0.1%甲酸水；流動相B為甲醇；柱溫30℃；流速0.30 mL/min；進樣量2.0 μL；液相梯度洗脫：0～2.0 min，95% A；2.0～9.0 min，95%～5% A；9.0～12.0 min，5% A；12.0～12.1 min，5%～95% A；12.1～14.0 min，95% A。

離子源采用電噴霧離子源（ESI）正離子模式；掃描模式采用多反應監測（MRM）模式；離子源溫度500 ℃；電噴霧電壓5 500 V；氣簾氣壓35 psi；霧化氣壓55.0 psi；輔助氣壓55.0 psi。7種農藥的質譜條件見表1。

表1 MRM條件下的7種農藥的質譜參數

2 結果與討論

2.1 儀器條件的優化

2.1.1 質譜條件的優化

將各農藥配制成50 μg/L的混合標準溶液。直接注入質譜儀，采用正離子掃描模式，得到準確的母離子，利用質譜儀自動優化功能，篩選二級碎片離子信息，獲得碎片離子及碰撞能量，并將母離子和2個信號較強的子離子組成監測離子對，以MRM多反應監測模式進行檢測。

2.1.2 液相條件的優化

試驗比較甲醇-水、乙腈-水、乙腈-0.1%甲酸水溶液、甲醇-0.1%甲酸水溶液、作為流動相時對化合物分析結果的影響。結果表明，采用甲醇-0.1%甲酸水的流動相，7種物質分離度好，相應值也高，因此采用此流動相。在該條件下所得的多反應監測總離子流色譜圖見圖1。

圖1 7種農藥的總離子流圖

2.2 樣品處理條件的優化

2.2.1 凈化柱的選擇

采用IC-NANO-C柱、IC-NANO-V柱及PSA凈化管進行比較，結果發現IC-NANO-C凈化效果最好，回收率比較穩定，提取液顏色淺，適合于茶葉這類高色素，復雜基質樣品的凈化。

2.2.2 提取液的選擇

在農藥殘檢測過程中，常用的有機溶劑有乙腈、甲醇、乙酸乙酯等，這幾種提取劑的提取效果相差不大。但是由于茶葉的基質比較復雜，甲醇、乙酸乙酯作為提取劑時，得到的提取液顏色較深，不利于后續的凈化，而乙腈作為提取劑時其提取出的咖啡因、色素等雜質相對較少，且能同時沉淀蛋白等，因此選用乙腈，并且這7種物質為正離子模式電離，在酸性條件下響應值較高，因此采用1%乙酸酸化乙腈進行提取。

2.3 基質效應

在液質檢測過程中基質效應會影響方法的靈敏度、精密度和準確度。試驗運用相對響應值的方法[16]評價7種農藥的基質效應。

式中：A為基質匹配標準溶液的響應值；B為乙腈溶劑標準溶液的響應值。

當ME為正值是基質增強，為負值時是基質抑制。由表2可知，7種茶葉中滅多威、水胺硫磷、甲拌磷、克百威、吡蟲啉、氧樂果的ME均為負值，毒死蜱的ME為正值。茶葉對這7種物質都有一定的基質效應，因此采用空白基質提取液配制標準溶液，進行外標法定量。

2.4 方法的線性及檢出限

按照1.2.2配制系列質量濃度的混合標準工作溶液，按照1.2.3的儀器條件進行測定，以質量濃度為橫坐標，7種待測農藥的峰面積為縱坐標建立校準曲線。采用空白基質樣品加標的試驗來確定方法的檢出限，以定量離子對和定性離子對的3倍信噪比（S/N）確定方法的檢出限。由表2可知，7種待測農藥均在1～100 ng/mL范圍內線性良好，相關系數（r）均不小于0.996 2，SLOD為2.0～5.0 μg/kg。

表2 7種農藥的線性方程、相關系數、檢出限和基質效應

2.5 方法的精密度及回收率

基質效應對樣品檢測具有一定影響，為提高檢測的準確性，采用空白綠茶樣品進行加標試驗。取空白的茶葉樣品，對7種農藥進行5，10和50 μg/kg 3個水平的加標回收試驗，每個濃度做6個平行樣品，按照1.2的試驗方法進行試驗，結果如3表所示。結果顯示，7種農殘的平均回收率為78.0%～100.9%，相對標準偏差為1.17%～6.22%，滿足農殘檢測的要求。

表3 方法回收率和相對標準偏差

3 結論

試驗采用多壁碳納米柱對茶葉復雜基質進行進化，結合液質聯用儀進行快速檢測。IC-NANO-C柱凈化效果好，能去除茶葉中的色素干擾，農藥殘留回收率高。液質聯用質譜儀能對樣品進行快速定性、定量，解決同時檢測茶葉中多農殘的檢測問題。通過試驗發現：7種農藥的SLOD為2～5 μg/kg，回收率為78.0%～100.9%，該方法簡單、快速、準確，適合用于茶葉中多農殘的檢測。