改進的QuEChERS-GC-MS/MS檢測稻谷中4種有機磷農(nóng)藥殘留

摘要：建立改進的QuEChERS前處理方法結(jié)合三重四極桿氣質(zhì)聯(lián)用儀（GC-MS/MS）測定稻谷中敵敵畏、馬拉硫磷、三唑磷、毒死蜱4種有機磷農(nóng)藥殘留量的檢測方法。以稻谷為試驗材料，樣品采用QuEChERS前處理方法（提取前后和凈化時在室溫下進行）以及改進的QuEChERS前處理方法（提取前后和凈化時降低樣液溫度）2種不同方法進行處理，在氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜多反應(yīng)監(jiān)測（MRM）模式下進行測定，考察4種有機磷農(nóng)藥的線性關(guān)系、定量限、回收率和精密度。結(jié)果表明：稻谷中4種有機磷農(nóng)藥在質(zhì)量濃度0.005～0.5 mg·L?1范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)R2＞0.999 9，檢出限和定量限均能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。在0.02、0.1、0.5 mg·kg?1 3個不同加標(biāo)水平下檢測馬拉硫磷、三唑磷和毒死蜱3種農(nóng)藥殘留時，采用QuEChERS前處理方法與改進的QuEChERS前處理方法的檢測效果無顯著差異，兩種方法的重現(xiàn)性、檢出限及回收率均能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。而對于敵敵畏的檢測，采用改進的QuEChERS前處理方法的回收率范圍為75.8%～90.4%，比QuEChERS前處理方法的回收率（55.8%～62.4%）高。綜上分析表明改進的QuEChERS前處理方法結(jié)合GC-MS/MS操作方法準(zhǔn)確度好，回收率高，更適用于稻谷中4種有機磷農(nóng)藥殘留的檢測。

關(guān)鍵詞：稻谷；QuEChERS方法；三重四極桿氣質(zhì)聯(lián)用儀（GC-MS/MS）；有機磷；農(nóng)藥殘留

中圖分類號：TS207.5文獻標(biāo)志碼：A文章編號：0253?2301（2024）12?0022?06

DOI：10.13651/j.cnki.fjnykj.2024.12.005

Detection of Four Organophosphorus Pesticide Residues in Paddy Rice by Improved QuEChERS-GC-MS/MS

ZHUANG Yun-lei

（Sinograin Jiangsu Quality Inspection Center Co.，Ltd.，F(xiàn)ujianBranch，F(xiàn)uzhou，F(xiàn)ujian 350007，China）

Abstract：An improved QuEChERS pretreatment method combined with triple quadrupole gas chromatography-mass spectrometry（GC-MS/MS）was established for the detection of four organophosphorus pesticide residues in paddy rice，includingdichlorvos，malathion，triazophos and chlorpyrifos.The paddy rice was used as the experimental material，and the samples were processed by using two different pretreatment methods：the conventional QuEChERS pretreatment method（being carried out at room temperature before and after extraction，as well as during purification）and the improved QuEChERS pretreatment method（reducing the temperature of sample solution before and after extraction，as well as during purification）.Then，the samples were determined by using the gas chromatography-tandem mass spectrometry（GC-MS/MS）in multiple reaction monitoring（MRM）mode to investigate the linear relationship，limit of quantitation，recovery and precision of the four organophosphorus pesticides.The results showed that the four organophosphorus pesticides in rice had a good linear relationship in the mass concentration range of 0.005?0.5 mg·L?1，with the correlation coefficient（R2）exceeding 0.999 9.The detection limits and limits ofquantification could meet the standard requirements.When detecting the three pesticide residues including malathion，triazophos and chlorpyrifos at three different spiked levels of 0.02，0.1，0.5 mg·kg?1，there was no significant difference in terms of the detection effect between the traditional QuEChERS pretreatment technique and the improved QuEChERS pretreatment technique.Thereproducibility，detection limit and recovery rate of the two methods could meet the standard requirements.However，for the detection of dichlorvos，the improved QuEChERS pretreatment technique showed a recovery rate range of 75.8%?90.4%，which was higher than that of the conventional QuEChERS pretreatment technique（55.8%?62.4%）.In summary，the improved QuEChERS pretreatment technique combined with GC-MS/MS operation method had good accuracy and high recovery rate，which was more suitable for the detection of four organophosphorus pesticide residues in paddy rice.

Key words：Paddy rice；QuEChERS method；Triple quadrupole gas chromatography-tandem mass spectrometry（GC-MS/MS）；Organophosphorus；Pesticide residue

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，為了確保糧食的豐收，在種子選擇、種植方式、生產(chǎn)過程以及儲藏等各環(huán)節(jié)普遍使用農(nóng)藥，以實現(xiàn)防蟲、防草和防病的目標(biāo)，從而提高糧食的產(chǎn)量和質(zhì)量[1]。近年來，有關(guān)部門對食品中農(nóng)獸藥殘留的規(guī)定越來越嚴(yán)格。GB 2763?2021《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中農(nóng)藥最大殘留限量》中明確規(guī)定了食品中483種農(nóng)藥的7 107項最大殘留限量及相關(guān)檢測方法，以有效控制農(nóng)藥對食品的污染。2019年，福建省進一步完善了《福建省糧食收購（入庫）和銷售出庫質(zhì)量安全檢驗必檢項目》，其中農(nóng)藥殘留檢驗項目根據(jù)施用的主要農(nóng)藥品類情況確定，主要檢測敵敵畏、馬拉硫磷、毒死蜱和三唑磷4項有機磷農(nóng)藥[2?3]。為了維護消費者的健康水平并確保流入口糧的糧食安全，開發(fā)出快捷、高效又能準(zhǔn)確檢測4種有機磷農(nóng)藥的分析方法具有重要意義。

目前，針對糧食中農(nóng)藥殘留的檢測方法主要包括氣相色譜法（GC）、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析（GC-MS）、液相色譜法（LC）以及液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析（LC-MS）。這些技術(shù)廣泛應(yīng)用于有機磷農(nóng)藥殘留的檢測[4?6]。其中，應(yīng)用最廣的方法是GC/GC-MS，幾乎70%以上的農(nóng)藥殘留均可檢測出來[7]。樣品的前處理方法是農(nóng)藥殘留分析中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，所消耗的時間大約占全部檢驗檢測分析時間的60%～70%，前處理過程中引入的誤差至少占整體誤差的30%[8?10]。因此，選擇和使用適當(dāng)?shù)臉悠非疤幚矸椒ǔ蔀楫?dāng)前農(nóng)藥殘留分析的重要環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到整個分析方法的準(zhǔn)確性和精密度[11?12]。QuEChERS方法因其快速、簡便、經(jīng)濟、有效、可靠、耐用和安全等優(yōu)點，成為植物源性食品中農(nóng)藥殘留檢測中最常用的前處理技術(shù)，廣泛應(yīng)用于各種蔬菜、水果、谷物等基質(zhì)農(nóng)藥殘留的檢測[13?14]。雖然該方法是GB 23200.113?2018《植物源性食品中208種農(nóng)藥及其代謝物殘留量的測定氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法》、GB 23200.121?2021《植物源性食品中331種農(nóng)藥及其代謝物殘留量的測定液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法》等指定的前處理方法[15]。但是QuEChERS方法操作過程看似簡單，但實際上存在一些細(xì)微的細(xì)節(jié)，若處理不當(dāng)或缺乏相關(guān)經(jīng)驗，可能會顯著影響分析檢測的結(jié)果，進而降低檢測工作的效率和準(zhǔn)確性。因此，本研究以稻谷為研究對象，對QuEChERS方法的前處理操作步驟進行優(yōu)化操作，構(gòu)建了簡單高效且具有高靈敏度的前處理方法，能夠同時檢測福建省糧食必檢4種有機磷農(nóng)藥，旨在為食品中農(nóng)藥殘留檢測提供借鑒。

1材料與方法

1.1試驗試劑

乙腈、乙酸乙酯、冰乙酸：優(yōu)級純，購自上海國藥有限公司；試驗用水：一級水，符合GB/T 6682?2008《分析實驗室用水規(guī)格和試驗方法》要求；毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)品、三唑磷標(biāo)準(zhǔn)品、敵敵畏標(biāo)準(zhǔn)品、馬拉硫磷標(biāo)準(zhǔn)品：濃度均為100μg·mL?1，購自北京海岸鴻蒙標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)技術(shù)有限責(zé)任公司；QuEChERS方法包（其中提取包：6 g硫酸鎂，1.5 g醋酸鈉；凈化包：1 200 mg硫酸鎂，400 mgPSA，400 mgC18），購自美正檢測技術(shù)有限公司。

1.2儀器與設(shè)備

TSQ 9 000氣相色譜-三重四極桿質(zhì)譜儀購自賽默飛世爾科技（中國）有限公司；ME2002E電子天平（0.01 g）購自梅特勒有限公司；Auto EVA自動氮吹濃縮儀購自睿科集團；TG16WS高速離心機購自長沙湘智離心機儀器有限公司；渦旋振蕩器購自拓赫儀器有限公司。

1.3 4種農(nóng)藥混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液配制

從冰箱中取出敵敵畏、馬拉硫磷、毒死蜱和三唑磷4種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（100μg·mL?1），將其置于室溫下，準(zhǔn)確移取每種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)1 mL轉(zhuǎn)移到10 mL容量瓶中。用丙酮稀釋，得到4種農(nóng)藥殘留混合標(biāo)準(zhǔn)中間溶液10μg·mL?1。用乙酸乙酯逐步稀釋混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，得到質(zhì)量濃度為0.005、0.01、0.05、0.1、0.5 mg·L?1的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

空白基質(zhì)溶液氮吹干，分別加入1 mL上述標(biāo)準(zhǔn)工作溶液進行復(fù)溶，過0.45μm有機濾膜，配置成系列基質(zhì)混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，供氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀測定。將中間標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液冷凍并儲存在?20℃的冰箱中，保質(zhì)期為3個月。注意試樣處理取樣量和空白基質(zhì)溶液取樣量必須保持一致，基質(zhì)混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液應(yīng)現(xiàn)配現(xiàn)用。

1.4稻谷樣品制備

稻谷樣品混合均勻，分取不少于500 g糧食。去除雜質(zhì)，磨碎成均勻的樣品使其全部通過425μm的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)篩，放入廣口瓶中備用。

1.5稻谷樣品前處理方法

1.5.1 QuEChERS前處理方法（方法1）稱取5 g已粉碎的稻谷樣品（精確至0.01 g）置于50 mL的離心管中，加入10 mL水后進行渦旋混合，并靜置30 min。隨后，加入15 mL1.0%乙腈-醋酸溶液，充分混合。接著，加入6 g硫酸鎂、1.5 g醋酸鈉以及1顆均質(zhì)珠，蓋上離心管的蓋子，劇烈震蕩1 min，再以4 200 r·min?1的速度離心5 min。

將8 mL的上清液轉(zhuǎn)入含有1 200 mg硫酸鎂、400 mg PSA和400 mg C18的15 mL塑料離心管中，渦旋混合1 min后，以4 200 r·min?1的速度離心5 min。隨后，準(zhǔn)確吸取2 mL的上清液，在40℃的水浴中用氮氣吹至接近干燥，然后加入1 mL的乙酸乙酯進行復(fù)溶，最后過0.45μm有機濾膜待上機測定。

1.5.2改進的QuEChERS前處理方法（方法2）

稱取5 g已粉碎的稻谷試樣（精確至0.01g），放入50 mL的離心管中，之后加入10 mL水進行渦旋混合，靜置30 min。接著，加入15 mL1.0%乙腈-醋酸溶液，充分混勻后，置于?20℃冰箱冷凍10 min。在自制的冷凍冰盒中，再添加6 g硫酸鎂、1.5 g醋酸鈉以及1顆均質(zhì)子，蓋上離心管蓋，快速搖勻，再進行劇烈振蕩1 min。隨后將樣液冷凍10 min，再在4 200 r·min?1下離心5 min。

將8 mL的上清液轉(zhuǎn)入含有1 200 mg硫酸鎂、400 mg PSA和400 mg C18的15 mL塑料離心管中，渦旋混合1 min后，以4 200 r·min?1的速度離心5 min。隨后，準(zhǔn)確吸取2 mL的上清液，在30℃的水浴中用氮氣吹至接近干燥，然后加入1 mL的乙酸乙酯進行復(fù)溶，最后過0.45μm有機濾膜待上機測定。

1.5.3空白樣品基質(zhì)溶液選取陰性空白基質(zhì)樣品，通過1.5.1和1.5.2前處理方法獲得空白基質(zhì)溶液。

1.5.4檢測方法評估將陰性稻谷按1.5.1和1.5.2的方法進行前處理，配制0.02、0.1、0.5 mg·kg?1 3個不同的加標(biāo)水平，每個濃度做6個平行樣，計算試驗的加標(biāo)平均回收率和RSD，考察方法的準(zhǔn)確度和精密度。

1.6檢測方法

1.6.1儀器條件

（1）氣相條件

色譜柱溫度：初始柱溫60℃，保持1.0 min，然后以20℃·min?1上升至220℃，保持9.0 min，再以10℃·min?1上升至290℃，保持4 min；進樣口溫度：280℃;進樣模式：不分流進樣，不分流時間為1 min；進樣量：1.0μL；載氣：氦氣（恒流模式1.2 mL·min?1），純度≥99.999%。

（2）質(zhì)譜條件

傳輸線溫度：280℃;離子源溫度：280℃;離子源（EI源）：70 eV；采集方式：Time-SRM；化合物離子對信息來源于Thermo農(nóng)殘數(shù)據(jù)庫CDB及AutoSRM。

（3）4種農(nóng)藥保留時間測定

取質(zhì)量濃度為0.02 mg·kg?1的敵敵畏、毒死蜱、馬拉硫磷和三唑磷分別上機測定各自的保留時間。

1.7實際樣品檢測

按照改進的QuEChERS前處理方法結(jié)合GC-MS/MS對實驗室常檢樣品稻谷、玉米、小麥、大豆中的4種有機磷農(nóng)藥進行檢測，共205份樣品，每一批樣品均有質(zhì)控樣和加標(biāo)回收監(jiān)測。

1.8數(shù)據(jù)處理

使用賽默飛變色龍軟件對數(shù)據(jù)進行采集、處理和報告分析。

2結(jié)果與分析

2.1 4種農(nóng)藥保留時間確定

由圖1可知，4種有機磷農(nóng)藥質(zhì)量濃度為0.02 mg·kg?1時，出峰順序依次為敵敵畏、馬拉硫磷、毒死蜱、三唑磷。其中敵敵畏的保留時間為6.377 min，馬拉硫磷的保留時間為10.963 min，毒死蜱的保留時間為11.107 min，三唑磷的保留時間為13.364 min。

2.2 4種農(nóng)藥線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)分析

由表1可知，4種農(nóng)藥采用兩種前處理方法檢測的結(jié)果在0.005～0.5 mg·L?1的范圍內(nèi)有良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)R2＞0.999 9，定量限均低于0.02 mg·kg?1，符合GB 23200.113?2018《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)植物源性食品中208種農(nóng)藥及其代謝物殘留量的測定氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法》的要求。

2.3 4種農(nóng)藥檢測的準(zhǔn)確度（加標(biāo)回收率）分析

由表2、表3可知，在0.02、0.1、0.5 mg·kg?13個不同加標(biāo)水平下，樣品采用QuEChERS前處理方法和采用改進的QuEChERS前處理方法檢測毒死蜱、馬拉硫磷及三唑磷3種有機磷農(nóng)藥上2種方法無明顯差異，2種方法的重現(xiàn)性、檢出限及回收率均能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。而對于敵敵畏的檢測，采用QuEChERS前處理方法的回收率范圍為55.8%～62.4%，無法滿足GB/T 27404?2008《實驗室質(zhì)量控制規(guī)范食品理化檢測》的要求。采用改進的QuEChERS前處理方法的回收率范圍為75.8%～90.4%，明顯比QuEChERS前處理方法的高，且均能滿GB/T 27404?2008《實驗室質(zhì)量控制規(guī)范食品理化檢測》對回收率和精密度的要求。

2.4實際樣品檢測效果

采用改進的QuEChERS前處理方法結(jié)合GC-MS/MS對實驗室常檢樣品稻谷、玉米、小麥、大豆205份樣品中4種有機磷農(nóng)藥進行檢測，檢測結(jié)果表明：4種有機磷農(nóng)藥殘留精密度、回收率均能滿足GB/T27404?2008《實驗室質(zhì)量控制規(guī)范食品理化檢測》對回收率和精密度的要求。2023年6月，采用改進的QuEChERS前處理方法在氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜多反應(yīng)監(jiān)測（MRM）模式下進行測定，順利通過由大連中食國實檢測技術(shù)有限公司組織的大米粉中敵敵畏、毒死蜱、馬拉硫磷的能力驗證。

3討論與結(jié)論

QuEChERS方法因其高效、快速、準(zhǔn)確等優(yōu)點已廣泛應(yīng)用于各種蔬菜、水果、谷物等基質(zhì)農(nóng)藥殘留的檢測。但是針對不同農(nóng)藥殘留的特性，如果處理不當(dāng)，可能會顯著影響分析檢測的結(jié)果，進而降低檢測工作的效率和準(zhǔn)確性。在測定糧食中有機磷類農(nóng)藥（如敵敵畏、馬拉硫磷、毒死蜱和三唑磷）殘留時，特別是敵敵畏農(nóng)藥升溫易分解的特點，在實際日常檢測過程中采用QuEChERS方法回收率普遍偏低。因此本研究通過比較QuEChERS前處理在室溫下操作和在降低樣液溫度操作的兩種方法，結(jié)合三重四極桿氣質(zhì)聯(lián)用儀（GC-MS/MS）同時檢測糧食中4種有機磷農(nóng)藥。結(jié)果表明：4種有機磷農(nóng)藥在0.005～0.5 mg·L?1的范圍內(nèi)有良好的線性關(guān)系（相關(guān)系數(shù)R2＞0.999 9），檢出限和定量限均能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。通過3個不同濃度水平的加標(biāo)試驗，在檢測馬拉硫磷、三唑磷和毒死蜱3種農(nóng)藥殘留時，QuEChERS提取前后和凈化在室溫下的操作方法與QuEChERS提取前后和凈化在降低樣液溫度的操作方法效果并無顯著差異，2種方法對農(nóng)藥殘留的重現(xiàn)性、檢出限及回收率均能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。而對于敵敵畏的檢測，在QuEChERS提取前后和凈化時降低樣液溫度的操作方法進行處理，回收率范圍為75.8%～90.4%，明顯比QuEChERS提取前后和凈化在室溫下的操作方法回收率（55.8%～62.4%）高。主要原因是樣品加入提取劑后直接加入萃取包，萃取包中的鹽類在接觸水時會釋放出大量熱量，導(dǎo)致局部溫度升高，甚至可達到55.5℃。這種高溫可能會使敵敵畏發(fā)生分解，從而對回收率產(chǎn)生不利影響。因此，本研究認(rèn)為QuEChERS提取前后和凈化在降低樣液溫度的操作方法準(zhǔn)確度好，回收率高，且操作簡單快速，能夠滿足食品中相關(guān)農(nóng)藥殘留檢測要求，更適合用于稻谷4種有機磷農(nóng)藥的檢測，并可以實際應(yīng)用于批量樣品的檢測，為糧食監(jiān)管部門提供數(shù)據(jù)支持。

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（責(zé)任編輯：林玲娜）