GC-MS/MS法测定叶菜类蔬菜中7种除螨剂残留

温韬,宁方尧

1. 广西壮族自治区产品质量检验研究院(南宁 530000);
2. 广西工业职业技术学院(南宁 530000)

叶菜类蔬菜是指以植物的叶片和叶柄作为可食部位的蔬菜。由于叶片、叶柄香脆可口,水分充足,且含有多种维生素,叶菜类蔬菜广受人们欢迎,是目前种植面积最大的一类蔬菜[1-2]。由于这种蔬菜生长周期较短,生长过程中极易受到螨虫等害虫的蚕食,生长过程中需多次喷洒除螨剂。蔬菜螨虫对叶菜类蔬菜影响较大,受害后叶片僵直、弯曲,心叶及嫩叶扭曲变形。哒螨灵、噻螨酮、螺螨酯、三氯杀螨醇等都是防治螨虫常用的除螨剂。除螨剂的使用使叶菜类蔬菜的产量大幅提高,给菜农带来较大经济效益,同时在菜篮子保障方面起着重要作用。然而,由于农业生产环节缺乏监管及菜农的急功近利,除螨剂被滥用和超量使用,导致蔬菜中的农药杀虫剂残留量[3]过大。农药和杀虫剂对人体健康造成隐患,长期食用会在人体内蓄积,轻度对皮肤、眼睛造成刺激,重则导致大脑和神经系统中毒,激素分泌失调。因此,加强对蔬菜中除螨类农药的监测[4-8],具有重要的现实意义。

蔬菜中农药残留常用的方法为NY/T 761—2008《蔬菜和水果中有机磷、有机氯、拟除虫菊酯和氨基甲酸酯类农药多残留的测定》,该方法采用固相萃取法提取农药,然而方法中用到的气相色谱仪对除螨类农药的响应不高。与固相萃取方法相比,QuEChERS方法[9-13]能溶剂使用量少,前处理简单,大幅提高分析测试效率。谢建军等[14]研究QuEChERS-气相色谱-串联质谱法测定果蔬中乙烯菌核利及其代谢物的残留量。李浩林等[15]优化QuEChERS-超高效液相色谱-串联质谱法测定韭菜中31种农药残留的方法。试验建立全自动QuEChERS样品制备系统提取、净化叶菜类蔬菜7种常见除螨剂的GC-MS/MS法定量检测的分析方法。

1.1 材料

GC 2010 Plus型气相色谱仪(日本岛津公司);
TQ 8050型三重四极杆串联质谱仪(日本岛津公司);
Agilent HP-5MS型色谱柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm,美国安捷伦科技公司);
SIO-6512型QuEChERS自动样品制备系统(北京本立科技有限公司);
MV5型水浴式氮气吹干仪(北京莱伯泰科科技公司);
梅特勒-托利多XS 204型电子分析天平(瑞士梅特勒公司)。

标准物质溶液:哒螨灵[编号GBW(E)082345)],噻螨酮[编号GBW(E)082388],螺螨酯(编号BW901358-100-N),三氯杀螨醇[编号GBW(E)082606],除螨酯(编号BW901373-100-B),乙酯杀螨醇(编号BW900780-100-N),溴螨酯(编号BW900228-100-N),标准物质质量浓度均为100 μg/mL,购自北京坛墨标准物质中心。

丙酮(色谱纯,美国默克公司);
乙腈(色谱纯,美国默克公司);
萃取包(3 g无水硫酸镁、1 g氯化钠、1 g柠檬酸钠、0.5 g柠檬酸二钠,北京本立科技有限公司);
净化剂(200 mg的MgSO4、200 mg PSA、200 mg C18和20 mg GCB,北京本立科技有限公司)。

1.2 溶液制备

1.2.1 标准曲线溶液的制备

分别量取适量100 μg/mL的哒螨灵、噻螨酮、螺螨酯、三氯杀螨醇、除螨酯、乙酯杀螨醇和溴螨酯农药标准品,用乙酸乙酯稀释配成10 μg/mL的混合标准储备液。移取适量该储备液,用乙酸乙酯逐级稀释成0.01,0.05,0.10,0.50,1.00和2.00 μg/mL的系列溶剂标准溶液。各取1 mL上述系列标准溶液至已氮气吹至近干的基质空白中,配成0.01,0.05,0.10,0.50,1.00和2.00 μg/mL的系列基质标准溶液。

1.2.2 样品溶液

称取10 g(精确至0.01 g)叶菜类蔬菜样品于50 mL离心整合管外管中,加入10 mL乙腈及1颗均质子,剧烈振摇后加入含3 g无水硫酸镁、1 g氯化钠、1 g柠檬酸钠、0.5 g柠檬酸二钠的萃取包。将整合管内管(内管中预先装有净化剂含200 mg的MgSO4、200 mg PSA、200 mg C18和20 mg GCB)迅速插入外管中立即旋紧上盖。将离心整合管放入QuEChERS自动样品制备系统中,按照设定的QuEChERS标准程序实施,步骤为振荡(样品提取)—离心(提取液分离并进入净化管)—振荡(提取液净化)—离心(净化液分离)。取出离心整合管,移取2 mL净化液于45 ℃氮气吹至近干后用乙酸乙酯定容至1 mL,转移至进样瓶中待进样色谱质谱系统。

1.3 仪器方法

1.3.1 色谱条件

进样口温度240 ℃;
载气采用高纯氦气;
柱流量1.45 mL/min,恒流模式;
检测器温度260 ℃;
进样量1.0 μL;
分流模式采用不分流进样;
升温方式:程序升温,初始温度60 ℃,保持1 min,以25 ℃/min升至180 ℃,保持3 min;
以15 ℃/min升至270 ℃,保持8 min。

1.3.2 质谱条件

离子源采用EI源;
轰击能量70 eV;
离子源温度250 ℃;
接口温度270 ℃;
检测器电压0.3 kV(相对于调谐结果);
碰撞气采用高纯氩气;
溶剂延迟时间4.0 min;
扫描范围45~450 amu;
检测方式采用多反应监测模式(multiple-reaction monitoring,MRM)。

2.1 前处理方法的优化

QuEChERS是集萃取和净化为一体的新型农药残留的前处理方法,是基于分散固相萃取技术上开发的一种方法。该方法操作简单、快速,溶剂使用量少,与气质联合使用能够更加准确、高效地分析蔬菜水果中农药残留量。方法中采用C18、N-丙基乙二胺(PSA)和GCB作为净化剂。C18主要去除样品中的脂肪酸等脂类;
PSA是一种弱的阴离子交换机,对基质中的脂肪酸、糖类和极性色素去除效果较好,但是去除色素的能力不如GCB;
GCB对色素的吸附能力较强,但是用量较大可能会吸附目标物,导致回收率偏低。综合以上考虑,选择200 mg PSA和200 mg C18净化样品,若色素颜色过深,另加20 mg的GCB去除色素。

2.2 基质效应的影响

基体效应是指样品中的其他成分对该分析方法测定分析物测定值的干扰情况。消除基质效应的方法有基质匹配标准溶液法、加入分析保护剂、基质内标法等。采用较多的为基质匹配标准溶液法。该方法利用已处理的空白基质样品配制标准溶液,将标准溶液模拟样品的真实环境,一定程度上补偿标准溶液同样品溶液目标测定农药响应值的差异。叶菜类蔬菜中含水量均较多,油脂和蛋白质含量较少。选择大白菜作为叶菜类代表研究基质效应对7种农药测定的影响。试验发现,在同一已知浓度的加标样中,哒螨灵、噻螨酮、螺螨酯、三氯杀螨醇、除螨酯、乙酯杀螨醇和溴螨酯的检测值均以基质标准溶液校准与以纯溶剂的标准溶液校准相比更接近于理论加标值。因此,采用基质标准液作为定量校准的依据。

2.3 质谱方法的优化

气相色谱质谱仪器自动调谐后使仪器的灵敏度处于优化状态,选择MRM模式进行测定分析。MRM监测过程可根据待测农药的母离子保留时间及分子量适时调整驻留时间,目标分析物较多时可自主进行分时段检测,使扫描频率达到最佳来保证定量准确度的要求。每种目标农药选择3对特征离子对并优化碰撞能量,选择丰度比较高的1对离子定量,另2对离子定性,这样可以保证定性的准确性。特征离子对以及相应的碰撞能量、丰度比是串联质谱提供的定性依据,一定程度上降低假阳性结果的判定。对质谱条件中的碰撞电压和碰撞能量进行优化,又使定量离子对灵敏度处于最高值,保证定量结果的准确度。7种农药残留最终优化后的多反应监测参数见表1。

表1 7种农药的多反应监测参数

2.4 标准曲线、检出限及定量限

待气相色谱质谱条件稳定就绪后,进样按1.2.1小节配制的0.01,0.05,0.1,0.5、1.0和2.0 μg/mL基质匹配标准溶液各1 μL,用GC-MS/MS测定后绘制标准曲线。以哒螨灵、噻螨酮、螺螨酯、三氯杀螨醇、除螨酯、乙酯杀螨醇和溴螨酯对应的定量离子峰面积为纵坐标,对应的质量浓度为横坐标绘制工作曲线,得到线性回归方程。以3倍信噪比对应的质量浓度确定方法的检出限,10倍信噪比对应的质量浓度确定方法的定量限。具体结果见表2,典型谱图见图1和图2。

表2 7种待测农药标准曲线、检出限及定量限

图1 7种除螨剂标准溶液色谱质谱图

图2 典型阳性样品谱图

2.5 回收率与精密度考察

选择大白菜、菠菜与油麦菜3种叶菜类蔬菜考察方法的回收率。取10 g不含哒螨灵、噻螨酮、螺螨酯、三氯杀螨醇、除螨酯、乙酯杀螨醇和溴螨酯的以上3种叶菜的空白样品,加入最终质量分数为低(0.05 mg/kg)、中(0.1 mg/kg)、高(0.5 mg/kg)的溶液,在3个不同浓度点做加标回收试验。同法平行处理6份样品,考察该方法的精密度。测试结果见表3。

表3 加标回收试验结果

2.6 实际样品测试

分别从3处菜场采购大白菜、菠菜和油麦菜,按照1.2.2小节处理样品,待仪器准备就绪后运用试验建立的方法对3种叶菜类蔬菜进行检测,检测结果见表4。

表4 实际样品检测结果 单位:mg/kg

以大白菜、菠菜和油麦菜叶菜类蔬菜为研究对象,建立全自动QuEChERS样品制备系统提取、净化叶菜类蔬菜7种常见除螨剂的GC-MS/MS的定量检测方法。试验对前处理方式和质谱条件进行优化,研究基质效应对检测结果的影响,对方法学中的线性关系、准确度(加标回收)和精密度等进行系统的考察。结果表明,该方法具有前处理操作简单、自动化程度高、定性定量结果等优点,适用于叶菜类蔬菜中农药残留的监控。

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