氣相色譜-質譜聯用法同時檢測果蔬中狄氏劑和烯唑醇兩種農藥殘留

黃江鳳

(來賓市檢驗檢測中心,廣西 來賓 546100)

農藥是農業生產中常用的一種制劑,主要用于預防、消滅或者控制危害農業、林業的病、蟲、草和其他有害生物,以及有目的地調節植物、昆蟲生長的化學合成。《中國農業百科全書·農藥卷》將農藥定義為用來防治危害農林牧業生產的有害生物(害蟲、害螨、線蟲、病原菌、雜草及鼠類)和調節植物生長的化學藥品,通常把改善有效成分物理、化學性狀的各種助劑也包括在農藥的范疇內。不同的時代、不同的國家和地區對農藥的含義和范圍也有所差異。如美國,早期將農藥稱之為"經濟毒劑"(Economic poison),歐洲則稱之為"農業化學品"(Agrochemicals)。20世紀80年代以前,農藥的定義和范圍偏重于強調對害物的"殺死",但20世紀80年代以來,農藥的概念發生了很大變化,有的直接將農藥定義為"除化肥以外的一切農用化學品"。

全球經濟一體化和食品貿易國際化使食品安全成為一個世界性的挑戰和全球重要的公共衛生問題。盡管世界各國采取了一系列政策及監控措施,但世界范圍內涉及食品安全的惡性、突發事件時有發生,食品安全現狀仍然令人擔憂。我國是農業大國,農業是國民經濟的命脈,但隨著蟲害的增加,其發生范圍和嚴重程度對我國國民經濟、特別是農業生產常造成重大損失。20世紀80年代以來,以溫室、大棚等多種方式種植蔬菜的面積迅速增加,因病蟲害導致的損失達到20%以上,在防治病蟲害時,大量使用化學農藥。隨著栽培技術的不斷進步,蔬菜的生長期已越來越短,而隨著環境污染的加劇,蔬菜的病蟲害也越來越重,絕大部分蔬菜需要連續多次放藥后才能成熟上市。多年來,由于大量、連續地使用化學農藥,使得蔬菜中農藥殘留量超標問題日益突出[1-4],如何準確、快速、可靠地檢測果蔬中農藥殘留成為一項急需解決的重要技術課題。

隨著質譜技術的發展,質譜技術的應用領域也越來越廣。質譜儀其基本原理是使試樣中的成分在離子化器中發生電離,生成不同荷質比的帶正電荷離子,經加速電場的作用,形成離子束,進入質量分析器;在質量分析器中,再利用電場或磁場使不同質荷比的離子在空間上或時間上分離,或是透過過濾的方式,將它們分別聚焦到檢測器而得到質譜圖,從而獲得質量與濃度(或分壓)相關的圖譜。由于質譜分析具有靈敏度高,樣品用量少,分析速度快,分離和鑒定同時進行等優點,因此,質譜技術廣泛的應用于食品安全,環境,醫藥,刑事科學技術,生命科學,材料科學等各個領域。有機質譜包括氣相色譜質譜聯用(GC-MS)和液相色譜質譜聯用(LC-MS)等,液質聯用與氣質聯用各有優缺點、互為補充。氣質聯用儀(GC-MS)是最早商品化的聯用儀器,適宜分析小分子、易揮發、熱穩定、能氣化的化合物,通過電子轟擊方式(EI)得到的譜圖,并可與標準譜庫進行對比以確認化合物。基于氣質聯用儀的特性,氣質聯用常常被用于農藥的檢測。本研究采用氣質聯用技術,通過篩選條件,優化色譜條件參數,建立一種前處理簡單、色譜條件明確、操作簡便、結果可靠,可實際應用于果蔬中同時檢測狄氏劑和烯唑醇兩種農藥殘留量的測定,以期為檢測該兩種農藥殘留提供可靠的試驗條件依據。

1 儀器與材料

1.1 儀器

氣相色譜-三重四級桿質譜聯用儀:配有電子轟擊源(EI);電子天平:感量0.01 g;離心機:轉速不低于5 000 r/min;組織搗碎機;水浴氮吹儀:可控溫;渦旋混合器。

1.2 試劑

乙腈(CH3CN,CAS號:75-05-8,色譜純);硫酸鎂(MgSO4,CAS號:7487-88-9,分析純);氯化鈉(NaCl,CAS號:7647-14-5,分析純);檸檬酸鈉(Na3C6H5O7,CAS號:6132-04-3,分析純);檸檬酸氫二鈉(C6H6Na2O7,CAS號:6132-05-4,分析純);乙酸乙酯(CH3COOC2H5,CAS號:141-78-6,色譜純);正己烷(C6H14,CAS號:110-54-3,色譜純);丙酮(CH3COCH3,CAS號:67-64-1,色譜純)。

1.3 標準品

環氧七氯B內標;狄氏劑標準品(C12H8Cl6O,CAS號:60-57-1);烯唑醇標準品(C15H17Cl2N3O,CAS號:83657-24-3)。

1.4 材料

dSPE分散固相萃取鹽包(含4g MgSO4、1 g NaCl、1 g Na3C6H5O7、1 g C6H6Na2O7);dSPE分散固相萃取純化管(含900 mg MgSO4,150 mg PSA);dSPE分散固相萃取純化管(含885 mg MgSO4,150 mg PSA,15 mg GCB);乙二胺-N-丙基硅烷化硅膠(PSA):40～60 μm;石墨化炭黑(GCB):40～120 μm;微孔濾膜(有機相):有機相微孔濾膜:13 mm×0.22 μm。

2 實驗方法

2.1 標準溶液的配制

2.1.1 2 μg/mL混合標準工作液

準確量取1.0 mL 100 μg/mL的各有證標準品(狄氏劑、烯唑醇)至10 mL容量瓶,根據標準證書使用相應溶劑(正己烷、丙酮)定容至刻度,得到濃度為10 μg/mL的標準儲備液。準確量取1.0 mL 10 μg/mL的標準儲備液至5 mL容量瓶,用乙酸乙酯定容至刻度,得到質量濃度為2 μg/mL混合標準工作液。

2.1.2 內標溶液

有證標準品環氧七氯B內標(1 000 μg/mL,1 mL)用乙酸乙酯稀釋至5 μg/mL為內標溶液。

2.1.3 基質標準工作液

準確移取2 μg/mL混合標準工作液5,10,25,50,100,250,500 μL,用空白樣品基質液定容至1 mL,吸取20 μL內標溶液分別置于以上濃度梯度的混標工作液中,得到質量濃度梯度為0.01,0.02,0.05,0.10,0.20,0.50,1.0 μg/mL的基質標準工作液。

2.2 樣品前處理

QuEChERS前處理:稱取10 g(精確至0.01 g)試樣于50 mL塑料離心管中,加入10 mL乙腈、dSPE分散固相萃取鹽包(含4 g無水硫酸鎂、1 g氯化鈉、1 g檸檬酸鈉、0.5 g檸檬酸氫二鈉),蓋上離心管蓋,劇烈振蕩1 min,劇烈振蕩1 min后5 000 r/min離心5 min。吸取6 mL上清液至15 mL塑料凈化管(內含900 mg無水硫酸鎂、150 mg PSA)中;對于顏色較深的試樣,15 mL離心管中加入885 mg無水硫酸鎂、150 mg PSA、15 mg GCB,渦旋混勻1 min。5 000 r/min離心5 min。吸取2 mL上清液于15 mL試管中,40 ℃水浴氮吹至近干,加入20 μL內標溶液,加入1 mL乙酸乙酯復溶,過有機相微孔濾膜(13 mm×0.22 μm),待測定。

2.3 儀器條件

色譜柱信息:SH-Rxi-5Sil MS,膜厚0.25 μm,內徑0.25 mm,長度30.0 m;柱箱溫度為50.0 ℃;進樣方式為不分流進樣,進樣口溫度為 250.0 ℃;離子源為EI源,溫度為200 ℃,接口溫度:250 ℃;柱溫箱升溫程序為50.0 ℃保持1 min,以25 ℃/min升至 125.0 ℃,再以10 ℃/min升至 300.0 ℃保持15 min。載氣:He,純度99.999%,柱流量為1.69 mL/min;吹掃流量為5.0 mL/min。

3 方法學驗證

3.1 線性關系考察

在“2.3”項色譜條件下,對各組分質量濃度梯度為0.01,0.02,0.05,0.10,0.20,0.50,1.0 μg/mL的基質標準工作液依次進樣,以質量濃度比率(X,μg/mL)為橫坐標,以平均峰面積比率(Y)為縱坐標繪制標準曲線。狄氏劑標準曲線回歸方程為Y=5.351 959X-0.058 991,相關系數r=0.998 928;烯唑醇標準曲線回歸方程為Y=42.597 483X-0.156 521,相關系數r=0.999 903。結果表明狄氏劑和烯唑醇在質量濃度0.01～1.00 μg/mL范圍內線性關系良好。

3.2 方法檢出限(MDL)和定量限(MQL)考察

以3倍信噪比對應濃度為方法的檢出限(MDL),以10倍信噪比對應濃度為方法的定量限(MQL),結果顯示,狄氏劑的方法檢出限為0.000 09 mg/kg,定量限0.000 3 mg/kg;烯唑醇的方法檢出限為0.000 02 mg/kg,定量限0.000 06 mg/kg,表明該方法靈敏度高。

3.3 精密度考察

在“2.3”項色譜條件下,按“2.2”項下方法對蘋果樣品(原樣品含量為0.016 mg/kg,添加量為0.10 mg/kg)進行前處理,按“2.3”中色譜條件重復進樣6針,考察儀器的精密度。狄氏劑連續測定6次的結果為0.192,0.193,0.192,0.191,0.192,0.191 μg/mL,烯唑醇連續測定6次的結果為0.211,0.212,0.206,0.209,0.211,0.209 μg/mL;在重復性和再現性條件下,分別獲得的兩次獨立測試結果的絕對差值狄氏劑(0.001,0.001)、烯唑醇(0.001,0.003)均未超過重復性限r(狄氏劑為0.038,烯唑醇為0.045)[5],表明該儀器精密度良好。

3.4 加標回收率

準確稱量已測知含量的蘋果(批號NP005)勻漿樣品9份,分別為10.00,10.01,10.01,10.02,10.01,10.01,10.00,10.01,10.01 g,將9份樣品分成3組,每組3份。第1組的3份樣品中每份添加狄氏劑和烯唑醇各0.02 mg/kg,第2組的3份樣品中每份添加狄氏劑和烯唑醇各0.10 mg/kg,第3組的3份樣品中每份添加狄氏劑和烯唑醇各0.50 mg/kg,按照“2.2”項下的制備方法制備低、中、高3種濃度添加水平的供試品溶液共9份,作為低、中、高濃度添加水平的加標回收率試驗溶液。上述9份樣品按“2.3”項下儀器條件進行測定,檢測樣品含量,計算每份樣品的加標回收率。結果測得狄氏劑低、中、高三種添加水平的平均回收率分別為83.3%,88.0%, 110.0%,烯唑醇低、中、高三種添加水平的平均回收率分別為86.7%,90.3%,102.1%。狄氏劑和烯唑醇低、中、高三種添加水平的加標回收率均在80%～120%之間,表明該方法的準確度良好,本實驗建立的檢測方法可行,可以用于實際樣品的檢測。結果見表1。

表1 回收率試驗結果

3.5 實際樣品測定

按照“2.3”項下條件,建立狄氏劑、烯唑醇的MRM方法,對5個批次樣品(批號分別為NP001、NP002、NP003、NP004、NP005)進行測定,檢測結果根據GB 2763—2021《食品安全國家標準 食品中農藥最大殘留限量》[6]中規定農藥最大殘留限量對檢測結果進行判定。狄氏劑和烯唑醇在GB 2763—2021中對應的蘋果限量值分別為0.02,0.2 mg/kg,對應節瓜中狄氏劑限量值0.05 mg/kg,大白菜中狄氏劑、烯唑醇限量值分別為0.05,0.02 mg/kg,葡萄中烯唑醇限量值為0.2 mg/kg。5批次樣品中,批號為NP001、NP002、NP003、NP004均未檢測出狄氏劑和烯唑醇,批號為NP005的蘋果樣品中檢測出狄氏劑0.016 mg/kg,烯唑醇為0.016 mg/kg。5批樣品檢測結果見表2。樣品色譜圖和標準品色譜圖見圖1和圖2。

圖1 樣品色譜圖

圖2 標準品色譜圖

表2 5批次果蔬樣品含量測定結果

4 結論

4.1 色譜條件的優化

色譜條件對定量有重要影響,色譜條件不但對色譜峰有明顯影響,也直接影響含量測定結果。在樣品分析中,不同的基質常對待測物的分析有明顯干擾,進而影響分析結果的準確性。基質會產生基質增強或者基質減弱效應,隨不同的農藥、不同的基質類型和基質濃度而變化。本實驗通過優化色譜條件,改變柱箱溫度,較于檢測標準提高10 ℃,改變色譜柱程序升溫條件,改變電子轟擊源溫度、進樣口溫度以及柱流量,在多反應監測模式下進行檢測;本實驗用基質匹配內標法定量分析,結合QuEChERS前處理,通過優化色譜條件,各組分間能有效分離,分離度較好,色譜峰對稱性較好,能進行準確定量,建立的MRM方法能同時對果蔬中農藥狄氏劑和烯唑醇的殘留量進行準確測定。

4.2 結果與小結

本實驗對2個批次節瓜、1批次大白菜、1批次葡萄和1批次蘋果進行狄氏劑和烯唑醇農藥殘留測定,5批次果蔬測定結果為2個批次節瓜、1批次白菜、1批次葡萄均未檢測出狄氏劑和烯唑醇,1批次蘋果檢測出狄氏劑和烯唑醇農藥殘留,但未超出限量要求,表明果蔬農藥殘留狀況得到很大改善。本實驗在參考有關標準的基礎上,通過優化儀器條件,狄氏劑和烯唑醇2種分析物在質量濃度為0.01～1.00 μg/mL范圍內線性關系良好,相關系數均大于0.998,在添加量為0.02,0.10,0.50 mg/kg時,即狄氏劑和烯唑醇在0.02～1.0 mg/kg添加水平之間,平均加標回收率為83.3%～110.0%。該方法分離效果好、操作簡單、回收率好、靈敏度高等優點,可以作為果蔬中同時檢測狄氏劑和烯唑醇兩種農藥殘留量的檢測方法。