高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定10 種蔬菜基質(zhì)中40 種農(nóng)藥的基質(zhì)效應(yīng)研究

羅景陽

（沈陽市食品藥品檢驗(yàn)所，遼寧 沈陽 110124)）

近年來，隨著科技工業(yè)的不斷發(fā)展，農(nóng)藥被大量使用，導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留超標(biāo)的情況時(shí)有發(fā)生，對(duì)人類的生命安全造成危害[1]。目前，已經(jīng)有許多國家和地方標(biāo)準(zhǔn)可以有效地進(jìn)行農(nóng)藥殘留量的檢測(cè)，但是農(nóng)產(chǎn)品種類繁多，基質(zhì)成分復(fù)雜，對(duì)檢測(cè)農(nóng)藥殘留的準(zhǔn)確性造成嚴(yán)重影響。

基質(zhì)效應(yīng)（ME）是指樣品中除了被檢測(cè)化合物以外的物質(zhì)使檢測(cè)結(jié)果增強(qiáng)或減弱，從而影響結(jié)果準(zhǔn)確性的現(xiàn)象[2-3]。隨著質(zhì)譜檢測(cè)技術(shù)不斷更新，基質(zhì)效應(yīng)帶來的影響也越來越引起人們的關(guān)注，基質(zhì)效應(yīng)產(chǎn)生的原因復(fù)雜多樣，包括被分析物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)、樣品的種類、性狀、所含成分以及儀器的條件等[4]，但是目前基質(zhì)效應(yīng)產(chǎn)生的機(jī)理尚不完全明確，還不能從根本上消除[5]，所以，有效地減少基質(zhì)效應(yīng)帶來的影響成為準(zhǔn)確進(jìn)行農(nóng)殘檢測(cè)工作的前提。目前常用的基質(zhì)補(bǔ)償方法有添加同位素內(nèi)標(biāo)[6]、添加保護(hù)劑[7]、標(biāo)準(zhǔn)添加法[8]、改進(jìn)前處理技術(shù)[9]、基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液校準(zhǔn)方法[10]、調(diào)整流動(dòng)相比例[11]等，其中基質(zhì)匹配校準(zhǔn)法是美國官方實(shí)驗(yàn)室常用的方法[12]，同時(shí)歐盟農(nóng)藥殘留檢測(cè)指導(dǎo)文件SANTE/11813/2017[13]和我國國家最新推出的農(nóng)殘檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 23200.121[14]都推薦此方法，所以本研究采用基質(zhì)匹配校準(zhǔn)法進(jìn)行基質(zhì)效應(yīng)分析。由于農(nóng)產(chǎn)品的種類繁多，在實(shí)際檢測(cè)過程中，如果每種基質(zhì)都匹配標(biāo)曲會(huì)導(dǎo)致工作量較大，檢測(cè)效率低。因此，本研究選取40 種常用農(nóng)藥，在高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀檢測(cè)條件下，對(duì)不同蔬菜中的基質(zhì)效應(yīng)進(jìn)行分析，利用絕對(duì)值中位數(shù)法結(jié)合基質(zhì)效應(yīng)離散度進(jìn)行分析歸納，從而選擇合適、有代表性的樣品作為基質(zhì)匹配標(biāo)曲，以期為完善蔬菜農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法提供參考。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

40 種農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品見表1，純度均大于95%，德國Dr.Ehrenstorfer 公司；無水硫酸鎂、氯化鈉、甲酸，分析純，國藥集團(tuán)；乙二胺-N-丙基硅烷化硅膠（PSA）、石墨化碳黑（GCB）、HC-C18超潔凈填料，上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司；甲醇、乙腈，色譜純，美國Fisher 公司。

表1 40 種農(nóng)藥的質(zhì)譜參數(shù)

LCMSMS-8050 質(zhì)譜儀、CTO-40S 液相色譜儀，島津企業(yè)管理（中國）有限公司；H1750 離心機(jī)，湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司；電子天平，QUINTIX213-1CN，賽多利科技儀器（北京）有限公司。

1.2 樣品制備與前處理

1.2.1 樣品的制備

白菜、菜豆、黃瓜、架豆王、姜、辣椒、茄子、土豆、油麥菜、西芹作為空白樣品，分別取500 g，勻漿機(jī)粉碎，混勻，-18 ℃保存。

1.2.2 樣品的提取

分別稱取10 g 上述空白樣品于50 mL 離心管中，加入10 mL 乙腈、400 mg 無水硫酸鎂、1 g 氯化鈉，充分渦旋振蕩，離心，取上層乙腈提取液，待處理。

1.2.3 樣品的凈化

取1.2.2 待處理液5 mL，直接過0.22 μm 的有機(jī)濾膜，得到未凈化的空白基質(zhì)液。

取1.2.2 待處理液5 mL 于20 mL 尖底的離心管中，加入150 mg 無水硫酸鎂、25 mg PSA、2.5 mg GCB，渦旋振蕩，離心后取上清液，過0.22 μm 的有機(jī)濾膜，得到QuEChERS 凈化的空白基質(zhì)液。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：分別準(zhǔn)確稱取5 mg 表1 中的標(biāo)準(zhǔn)品于50 mL 的棕色容量瓶中，甲醇定容，得到質(zhì)量濃度為100 μg·mL-1的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，-18 ℃保存。

標(biāo)準(zhǔn)中間液：分別精確移取0.05 mL 標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液于同一個(gè)50 mL 的棕色容量瓶中，甲醇定容，得到質(zhì)量濃度為100 ng·mL-1的混合標(biāo)準(zhǔn)中間液，-18 ℃保存。

標(biāo)準(zhǔn)工作液：取一定量的標(biāo)準(zhǔn)中間液，用1.2.3處理得到的兩種空白基質(zhì)液稀釋，得到質(zhì)量濃度分別為2、5、10、20、50 μg·mL-1的基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)工作液。現(xiàn)用現(xiàn)配。

1.4 儀器分析

1.4.1 液相條件

色譜柱為 Shim-pack GISS-HP，C18規(guī)格為2.1 mm×150 mm，3 μm，柱溫箱溫度為40 ℃。流動(dòng)相：A 相為0.1%甲酸水，B 相位0.1%甲酸乙腈。流量為0.35 mL·min-1。流動(dòng)相洗脫梯度為：0～2 min，95.0%A；2～5 min，95%～10%A；5～12 min，10%A；12～13 min，95%A；13～15 min，95%A。進(jìn)樣量為10 mL。

1.4.2 質(zhì)譜條件

離子源參數(shù)：電噴霧離子源（ESI），MRM 模式，正負(fù)同時(shí)掃描，霧化器為氮?dú)猓髁?.0 L·min-1，干燥器和加熱器為氮?dú)猓髁繛?0.0 L·min-1，接口電壓為3.5 kV/-3.5 kV，接口溫度為350 ℃，DL 溫度為250 ℃，加熱塊溫度為400 ℃，碰撞氣為氬氣，40 種農(nóng)藥其他質(zhì)譜參數(shù)見表1。

1.5 基質(zhì)效應(yīng)的評(píng)價(jià)方法

分別向上述2 種處理方法得到的空白基質(zhì)液中加入一定量的標(biāo)準(zhǔn)中間液，作為基質(zhì)標(biāo)樣；同時(shí)加入相同量的標(biāo)準(zhǔn)中間液到乙腈中，作為試劑標(biāo)樣。基質(zhì)效應(yīng)（ME）計(jì)算公式：

式中：A—基質(zhì)標(biāo)樣中農(nóng)藥的峰面積；

B—試劑標(biāo)樣中農(nóng)藥的峰面積。

若ME＞1，表示基質(zhì)對(duì)農(nóng)藥具有增強(qiáng)作用；若ME＜1，表示基質(zhì)對(duì)農(nóng)藥檢測(cè)具有抑制作用；若ME=1，表示沒有基質(zhì)效應(yīng)。其中當(dāng)ME介于0.8～1.2時(shí)，屬于弱基質(zhì)效應(yīng)；當(dāng)ME介于0.5～0.8 或1.2～1.5時(shí)，屬于中基質(zhì)效應(yīng)；當(dāng)ME＜0.5 或ME＞1.5 時(shí)，屬于強(qiáng)基質(zhì)效應(yīng)。

1.6 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2019 分析數(shù)據(jù)、制作圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同前處理方法基質(zhì)效應(yīng)的影響

通過液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀測(cè)得1.5 中兩種處理方法配制的基質(zhì)標(biāo)樣，分別重復(fù)3 次，并計(jì)算基質(zhì)效應(yīng)，結(jié)果如表2 所示。除辣椒外，QuEChERS 凈化處理的基質(zhì)標(biāo)樣強(qiáng)基質(zhì)效應(yīng)均少于未凈化的基質(zhì)標(biāo)樣強(qiáng)基質(zhì)效應(yīng)；除辣椒、西芹、油麥菜外，其余QuEChERS 凈化處理的基質(zhì)標(biāo)樣弱基質(zhì)效應(yīng)均多于未凈化的基質(zhì)標(biāo)樣弱基質(zhì)效應(yīng)。結(jié)果表明，QuEChERS 凈化處理的基質(zhì)標(biāo)樣優(yōu)于未凈化的基質(zhì)標(biāo)樣。

表2 不同前處理?xiàng)l件下40 種農(nóng)藥的基質(zhì)效應(yīng)差異（n=3）

2.2 不同農(nóng)藥在不同基質(zhì)中產(chǎn)生的基質(zhì)效應(yīng)比較

進(jìn)一步對(duì)QuEChERS 凈化法處理的基質(zhì)標(biāo)樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，圖1 為40 種農(nóng)藥在10 種蔬菜中的基質(zhì)效應(yīng)，不同農(nóng)藥的基質(zhì)效應(yīng)差異較大，ME范圍為0.2～1.94，大多數(shù)農(nóng)藥在10 種基質(zhì)中表現(xiàn)出弱基質(zhì)效應(yīng)和中基質(zhì)效應(yīng)，甚至有11 種農(nóng)藥在10 種基質(zhì)中強(qiáng)基質(zhì)效應(yīng)占比為0，但是噻蟲胺、氟蟲腈、氟甲腈、氟鈴脲的強(qiáng)基質(zhì)效應(yīng)占比較高，分別為60%、70%、60%、70%。此外大多數(shù)農(nóng)藥在基質(zhì)中表現(xiàn)為基質(zhì)抑制為主，只有11 種農(nóng)藥在基質(zhì)中表現(xiàn)出基質(zhì)增強(qiáng)為主。

2.3 不同蔬菜對(duì)農(nóng)藥的基質(zhì)效應(yīng)對(duì)比

同樣分析QuEChERS 凈化法處理得到基質(zhì)標(biāo)樣數(shù)據(jù)，對(duì)比不同蔬菜對(duì)40 種農(nóng)藥的基質(zhì)效應(yīng)情況，結(jié)果如圖2 所示。白菜、菜豆、黃瓜、架豆王、土豆、油麥菜主要表現(xiàn)弱基質(zhì)效應(yīng)和中基質(zhì)效應(yīng)，強(qiáng)基質(zhì)效應(yīng)相對(duì)較少，其中黃瓜的強(qiáng)基質(zhì)效應(yīng)占比為0，西芹的強(qiáng)基質(zhì)效應(yīng)占比較高，為35%。另外，大多數(shù)基質(zhì)表現(xiàn)為基質(zhì)抑制占比較大，其中菜豆基質(zhì)抑制占比達(dá)到82%，而黃瓜和茄子表現(xiàn)為基質(zhì)增強(qiáng)較多，都為55%。

圖2 10 種蔬菜基質(zhì)對(duì)農(nóng)藥基質(zhì)效應(yīng)比例

2.4 不同蔬菜中基質(zhì)效應(yīng)離散程度

根據(jù)不同農(nóng)藥在不同基質(zhì)中基質(zhì)效應(yīng)的差異，通過離散度對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，依據(jù)絕對(duì)值中位數(shù)法（MAD）觀察基質(zhì)效應(yīng)的離散度，將合理離散范圍設(shè)定為[Mean-2MAD，Mean+2MAD]，如圖3 所示。油麥菜、茄子、架豆王、姜為基質(zhì)的基質(zhì)標(biāo)樣超出合理離散范圍。因此，在檢測(cè)時(shí)應(yīng)避免選擇油麥菜、茄子、架豆王、姜為基質(zhì)作為基質(zhì)標(biāo)樣，其余基質(zhì)標(biāo)樣均在合理離散范圍內(nèi)。

圖3 不同蔬菜中基質(zhì)效應(yīng)離散程度

3 結(jié) 論

本研究選取了40 種農(nóng)藥和10 種蔬菜基質(zhì)，比較了未凈化和QuEChERS 凈化的基質(zhì)標(biāo)樣的基質(zhì)效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)QuEChERS 凈化基質(zhì)的基質(zhì)效應(yīng)優(yōu)于未凈化基質(zhì)的基質(zhì)效應(yīng)。進(jìn)而對(duì)QuEChERS 凈化基質(zhì)標(biāo)樣的基質(zhì)效應(yīng)進(jìn)行分析，結(jié)果表明，大多數(shù)農(nóng)藥在不同基質(zhì)中表現(xiàn)出弱基質(zhì)效應(yīng)和中基質(zhì)效應(yīng)，但是西芹表現(xiàn)出強(qiáng)基質(zhì)效應(yīng)占比較高，為35%，此外大多數(shù)基質(zhì)表現(xiàn)為基質(zhì)抑制占比較大，其中菜豆基質(zhì)抑制占比達(dá)到82%，而黃瓜和茄子表現(xiàn)為基質(zhì)增強(qiáng)較多，都為55%。對(duì)不同蔬菜中基質(zhì)效應(yīng)離散程度研究發(fā)現(xiàn)，油麥菜、茄子、架豆王、姜為基質(zhì)的基質(zhì)標(biāo)樣超出合理離散范圍，因此不建議選擇油麥菜、茄子、架豆王、姜為基質(zhì)配制標(biāo)曲。