QuEChERS-氣相色譜-三重四極桿質譜法測定不同基質中氟蟲腈及其3種代謝物殘留量

陳 浩

（常德市食品檢驗所，湖南常德 415000）

氟蟲腈，商品名為銳勁特，是一種苯基吡唑類、廣譜性的殺蟲劑，對害蟲以胃毒作用為主，活性高，應用范圍廣，可用于水稻、蔬菜、茶葉、果樹等農(nóng)作物的害蟲防治。氟蟲腈原藥能對人體的神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生毒副作用[1]。氟蟲腈在環(huán)境中經(jīng)過物理化學變化，主要會產(chǎn)生氟甲腈、氟蟲腈砜以及氟蟲腈硫醚3種代謝物[2]，有研究表明其代謝物比氟蟲腈原藥更加穩(wěn)定[3]，且毒性更大[4-5]。因此，對氟蟲腈及其代謝物的檢測非常有必要。國家安全標準《食品安全國家標準 食品中農(nóng)藥最大殘留限量》（GB 2763—2021）中，對氟蟲腈的檢測也是以氟蟲腈、氟甲腈、氟蟲腈砜和氟蟲腈硫醚之和來計算[6]。

現(xiàn)行的國家標準中針對氟蟲腈的相關檢測方法主要有以下幾種。①液相色譜-質譜/質譜法。GB 23200.34—2016[7]中采用該方法檢測氟蟲腈，但前處理復雜，且不檢測其他3種代謝物；GB 23200.115—2018[8]規(guī)定了氟蟲腈及其3種代謝物的檢測方法，但只針對蛋類樣品。②氣相色譜-質譜法。SN/T 1982—2007[9]中有關氣相色譜-質譜法配備的離子源為負化學源，普及率較低，且標準中也未檢測3種代謝物；GB 23200.8—2016[10]使用該方法檢測農(nóng)藥，但前處理過柱凈化比較煩瑣、耗時較長，并且未檢測3種代謝物。③氣相色譜-質譜/質譜法。GB 23200.113—2018[11]中也僅檢測氟蟲腈，未檢測其代謝物。此外，還有文獻中也有用氣相色譜-電子捕獲檢測法[12-13]、液相色譜法[14]等方法來檢測氟蟲腈及其3種代謝物，但這些檢測方法大多需要經(jīng)萃取、過固相萃取小柱凈化等，前處理過程較為煩瑣。也有文獻使用傳統(tǒng)的QuEChERS技術作為前處理方法，結合相關檢測方法來測定蔬菜、水果和茶葉中的氟蟲腈及其代謝物的報道[15-17]，但尚未見使用氣相色譜-三重四極桿質譜儀同時檢測大米、茶葉、油麥菜和柑橘4種不同種類基質中氟蟲腈及其代謝物的報道。本文使用改良后的QuEChERS進行樣品前處理，可根據(jù)不同基質靈活選用提取凈化材料，能簡單快捷地完成對氟蟲腈及其代謝物的準確定量分析。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

乙腈（HPLC級），美國Supelco公司；乙酸乙酯（HPLC級），美國Honewell公司；丙酮（HPLC級），德國默克公司；正己烷（HPLC級），西班牙Scharlau公司；氯化鈉（分析純）、無水硫酸鎂（分析純），國藥集團化學試劑有限公司；乙二胺-N-丙基硅烷（PSA，40～60 μm）、十八烷基硅烷鍵合硅膠（C18，40～60 μm）、石墨化炭黑（GCB，120～400目），自博納艾杰爾科技有限公司；陶瓷均質子，安捷倫公司；微孔濾膜（有機相，0.22 μm×13.00 mm），津騰實驗設備有限公司；氟蟲腈、氟甲腈、氟蟲腈砜、氟蟲腈硫醚標準物質和內標環(huán)氧七氯B，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護科研監(jiān)測所（天津），濃度均為1 000 μg·mL-1。

1.2 儀器與設備

氣相色譜-三重四極桿質譜聯(lián)用儀（7890B-7000D），美國安捷倫公司；高速冷凍離心機（Heraeus Multifuge X1R），美國賽默飛公司；高速振蕩機（EYELA CM-100），上海愛郎儀器有限公司；氮吹濃縮裝置（TTL-DCⅡ型），北京同泰聯(lián)科技發(fā)展有限公司；渦旋混勻器（MS3 control），德國IKA公司；電子天平（BCA2241-10CN），賽多利斯科學儀器有限公司。

1.3 樣品提取及凈化

（1）提取。稱取大米5.00 g、茶葉2.00 g，放入50 mL離心管中，加入10 mL水，渦旋混勻，靜置30 min后再加入乙腈10.0 mL，渦旋混勻1 min；分別稱取油麥菜、沃柑10.00 g，放入50 mL離心管中，加入乙腈10.0 mL，渦旋混勻1 min。所有樣品加入2 g氯化鈉，渦旋混勻1 min，加入6 g無水硫酸鎂，再放入一個陶瓷均質子，立即劇烈振搖混勻1 min，以5 000 r·min-1離心5 min。

（2）凈化。準確吸取上清液6.0 mL于15 mL凈化管中（凈化管1：預先加入800 mg無水硫酸鎂、200 mg PSA、200 mg C18用于大米和柑橘；凈化管2：預先加入800 mg無水硫酸鎂、200 mg PSA、200 mg C18和200 mg GCB用于茶葉和油麥菜），渦旋混勻1 min后以5 000 r·min-1離心5 min。準確吸取上清液2.0 mL于10 mL試管中，在40 ℃水浴中氮吹濃縮至20～50 μL[18]，加入20 μL的內標溶液，加入1.0 mL乙酸乙酯，渦旋混勻1 min，過微孔濾膜，用于測定。

1.4 標準溶液的配制

（1）內標溶液的配制。用乙酸乙酯將環(huán)氧七氯B逐級稀釋至5 mg·L-1，于0 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

（2）標準儲備溶液的配制。用乙酸乙酯將氟蟲腈、氟甲腈、氟蟲腈砜、氟蟲腈硫醚逐級稀釋至5 mg·L-1，于-18 ℃低溫保存。再配制成1 mg·L-1的混合標準溶液，于0 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

（3）基質匹配標準溶液。用乙酸乙酯將一定量的混合標準溶液逐級稀釋成濃度為0.005 mg·L-1、0.010 mg·L-1、0.050 mg·L-1、0.100 mg·L-1、0.500 mg·L-1和0.800 mg·L-1的混合標準工作溶液，空白基質溶液氮吹濃縮至近干，加入內標溶液20 μL，再加入上述濃度混合標準工作液各1 mL復溶，過有機濾膜，得到基質混合標準工作液。

1.5 儀器條件

1.5.1 氣相色譜條件

色譜柱HP-5msU（I30 m×0.25 mm，0.25 μm）；載氣為高純氦氣（99.999%）；載氣流速設置為1.0 mL·min-1；進樣口溫度：280 ℃；柱溫箱升溫程序：初始溫度為40 ℃，保持1 min，然后以40 ℃·min-1升溫至120 ℃，以5 ℃·min-1升溫至240 ℃，最后以12 ℃·min-1升溫至300 ℃，保持6 min。進樣量為1 μL，不分流進樣。

1.5.2 質譜條件

離子源：電子轟擊源EI；離子源電離能量：70 eV；離子源溫度：280 ℃；傳輸線溫度：280 ℃；溶劑延遲3 min。掃描模式為多反應監(jiān)測模式。

2 結果與分析

2.1 質譜參數(shù)的確定

采用全掃描模式分別對氟蟲腈、氟甲腈、氟蟲腈砜和氟蟲腈硫醚進行全掃描，找到各自的母離子，再進行二級質譜掃描，確定各自的定量離子和定性離子，最后在MRM模式下對選擇的離子對和碰撞電壓進行優(yōu)化，建立MRM方法并進行后續(xù)分析。氟蟲腈及其3種代謝物在該條件下的質譜參數(shù)見表1。

表1 氟蟲腈及其3種代謝物的保留時間、離子對及碰撞電壓

2.2 提取溶劑的選擇

在農(nóng)產(chǎn)品的農(nóng)藥殘留檢測中，丙酮、正己烷、乙酸乙酯和乙腈等有機試劑是最常用的提取溶劑。本試驗使用的基質包括大米、茶葉、柑橘以及顏色較深的油麥菜，在對比丙酮、正己烷、乙酸乙酯、乙腈及乙腈-醋酸（1%醋酸）5種提取溶劑對氟蟲腈及其3種代謝物的提取效果時發(fā)現(xiàn)，正己烷和乙酸乙酯在4種不同基質中的提取回收率均最低（不足60%），在茶葉和油麥菜中的回收率不到50%，這可能是這兩種基質在提取后雜質較多，顏色仍然較深，導致回收率不高。使用丙酮作為提取溶劑時，氟蟲腈及其3種代謝物在4種基質中的回收率超過82%，但在加入氯化鈉后，丙酮與水分層不明顯。使用乙腈和乙腈-醋酸作為提取溶劑時，在4種基質中的回收率差別不大，都能超過88%，但在油麥菜和柑橘中，乙腈-醋酸對氟蟲腈和氟蟲腈砜的提取率略低于乙腈。因此，本試驗最終使用乙腈作為提取溶劑。

2.3 凈化方法的優(yōu)化

QuEChERS凈化管中常見的吸附劑包含PSA、GCB、C18，選擇不同配方的吸附劑可以處理不同的樣品。實際操作中發(fā)現(xiàn)，使用傳統(tǒng)凈化管時，經(jīng)過凈化后的油麥菜樣品顏色呈墨綠色，對色素的凈化效果不理想。為探討GCB的添加量對茶葉和油麥菜的凈化效果，本文設置GCB添加量為100 mg、200 mg、300 mg 3個梯度，每個梯度6個平行樣，考察其對氟蟲腈及其代3種謝物回收率的影響。結果發(fā)現(xiàn)，當GCB添加量為100 mg時，溶液顏色仍然較深，氟蟲腈及其3種代謝物的回收率都在86.2%以上；當GCB添加量為200 mg時，溶液顏色變得較淺，回收率都超過88.3%；當GCB添加量為300 mg時，溶液顏色最淺，但回收率都小于70.6%。說明GCB的添加量是影響凈化效果和回收率的關鍵因素，添加量小時，凈化效果差，有雜質干擾，但過量添加GCB也會對氟蟲腈及其代謝物有一定的吸附作用，導致其回收率降低。因此，本試驗最終選擇使用含800 mg無水硫酸鎂、200 mg PSA、200 mg C18用于大米和柑橘的凈化，用含800 mg無水硫酸鎂、200 mg PSA、200 mg C18和200 mg GCB用于茶葉和油麥菜的凈化。

2.4 基質效應

基質效應（Matrix Effect，ME）是指樣品基質成分對分析方法準確性的干擾[19]，是影響農(nóng)藥殘留準確定量的一個重要原因[20]。本試驗使用基質匹配標準曲線的斜率和溶劑配制標準曲線斜率的比值來表示基質效應（ME），ME＞1表示基質增強效應，ME＜1表示基質抑制效應，ME值越接近1表示基質效應越小[21]。由表2可以看出，氟蟲腈及其3種代謝物在4種不同基質中均存在不同程度的基質效應，且都為基質增強效應，因此本試驗使用基質標準溶液進行定量分析。

表2 氟蟲腈及其3種代謝物在4種基質中的標準曲線、線性相關系數(shù)、基質效應和定量限表

2.5 線性關系與定量限

氟蟲腈及其3種代謝物在6個不同質量濃度（0.005 mg·L-1、0.001 mg·L-1、0.050 mg·L-1、0.100 mg·L-1、0.500 mg·L-1和0.800 mg·L-1）下，進樣分析所得的定量離子峰面積與相對應濃度之間的線性關系如表2所示，在0.005～0.800 mg·L-1，4種基質中氟蟲腈及其3種代謝物都具有良好線性關系（R2＞0.996）。方法定量限以10倍信噪比（S/N=10）計算，氟蟲腈及其3種代謝物在大米、茶葉中的定量限均為1.0 μg·kg-1，在油麥菜、柑橘中的定量限均為0.5 μg·kg-1。

2.6 回收率與精密度

取空白的4種基質樣品，向其中添加一定濃度的氟蟲腈及其3種代謝物的標準品，添加水平分別為0.01 mg·kg-1、0.05 mg·kg-1和0.10 mg·kg-1，每個添加水平設置6個平行，按照1.3試驗方法進行處理，平均回收率及相對標準偏差結果如表3所示。在3個添加水平下，氟蟲腈及其3種代謝物的平均回收率在88.3%～102.5%，相對標準偏差在2.6%～7.7%。大米和柑橘中氟蟲腈及其3種代謝物的平均回收率相對較高，分別在93.1%～99.2%和94.8%～102.5%。茶葉和油麥菜中氟蟲腈及其3種代謝物的平均回收率相對較低，分別在88.3%～92.7%和90.1%～93.6%。這可能是由于凈化過程中加入的GCB對氟蟲腈及其代謝物有一定的吸附作用。不同添加水平對氟蟲腈及其3種代謝物的回收率影響不明顯。

表3 氟蟲腈及其3種代謝物在4種基質中的加標回收率和相對標準偏差（n=6）

3 結論

本文在傳統(tǒng)的QuEChERS前處理基礎上對凈化吸附劑進行了改良，建立了使用GC-MS/MS同時檢測大米、茶葉、油麥菜和柑橘4種不同種類基質中氟蟲腈及其3種代謝物的檢測方法。該方法平均回收率在88.3%～102.5%，相對標準偏差在2.6%～7.7%，氟蟲腈及其3種代謝物在大米、茶葉中的方法定量限為1.0 μg·kg-1，在油麥菜、柑橘中的定量限為0.5 μg·kg-1，相關系數(shù)（R2）均超過0.996。本方法前處理簡單、結果穩(wěn)定可靠，可用于大米、茶葉及蔬菜水果中氟蟲腈及其3種代謝物的檢測。