GC-MS/MS方法测定大米中农药残留杀虫环

赵桂华，赵建国

（黑龙江省垦区质量技术监督局检验检测中心，黑龙江 哈尔滨 150090）

杀虫环，化学名称是N,N-二甲基-1、2、3-二硫杂环己-5胺及其草酸盐。属于沙蚕毒素类物质，存在于沙蚕体内，具有杀虫活性的天然有毒物质，能有效防治各种害虫。1943年日本Nita博士从沙蚕体内分离出沙蚕毒素，1962年Okaichi Hashimoto确定了其化学结构，并用化学方法合成了此类毒素的许多衍生物。

目前使用的杀虫环具有广谱、高效、低毒、低残留特点，广泛应用于粮食，蔬菜，水果，茶叶等农产品，对人畜毒性低，在动植物体内及环境中易降解，对环境和食品较安全。尽管其比较安全，但其在常温避光下保存也比较稳定，在20℃温度下其稳定性在2年[1]以上，如果使用不当，仍然会造成危险。该毒素在大米中的残留限量：MRL≤0.2mg/kg。

关于大米中杀虫环残留的测定方法，气相色谱法[2,10]比较适用，但所用试剂提纯处理比较费时危险，测定目标物定性存在干扰的可能性；GC-MS[3]测定方法定性准确，但其测定的灵敏度较低，无法对低浓度的含量进行测定；液相色谱[4,8]和液质质方法[5,7,9]的测定灵敏度也比较低，所用试剂和耗材的成本也较高；本文采用了GC-MS/MS的方法测定大米中的杀虫环残留量，优化了气相和质谱的仪器条件，选择了合适的离子碎片，碰撞能量，具有快速、准确、灵敏度高的特点，对食品安全检恻和其降解机理的研究有良好的应用价值。

1 材料与方法

1.1 试剂

除非另有说明，在分析中所使用试剂均为分析纯，用水为GB/T 6682-2008中规定的一级水。

甲醇。

二氯甲烷。

碳酸氢钠。

盐酸：5mol/L。

氢氧化钠：50g/L（氢氧化钠水溶液）。

草酸：10g/L(草酸甲醇溶液)

无水硫酸钠：用前105℃下烘干2hr，备用。

助剂Celite545。

色谱柱：TG-5MS 30m×0.25mm×0.25μm。

氩气：纯度≥99.999%。

氦气：纯度≥99.999%。

杀虫环标准溶液：100.0μg/mL。

广泛pH试纸。

1.2 仪器

气相色谱质谱联用仪，赛默飞(Thermo)TRACE1310气相色谱仪，GC-MS/MS TSQ 8000质谱仪；小型电动粉碎机；空气振荡器；旋转蒸发器；分液漏斗（125mL）。

1.3 实验方法

仪器参考条件：

气相色谱仪器条件：

进样口温度：250℃

载气流速：1.2mL/min

柱箱程序升温：初始温度80℃→保持1.5min→30℃/min→130℃，保持0min→5℃/min →250℃，保持0min→10℃/min→270℃，保持10min。

进样方式：1.0ml/min。

进样量：脉冲进样。

分流流速：48mL/min。

分流时间：1.0min。

进样量：1.0μL。

吹扫流速：5.0mL/min。

质谱仪器条件：

EI+电离源。

离子源温度：280℃。

传输线温度：280℃。

碰撞气：氩气。

扫描模式：SRM多选择离子模式。

定性离子碎片：母离子70.9，子离子56.1，碰撞能量：10eV。

定量离子碎片：母离子135，子离子71.1，碰撞能量：10eV。

发射电流：25μA。

样品处理方法：

将大米粉碎过40目筛，称取40.0（精确到0.1g）于250mL三角瓶中，加入100mL甲醇和5mol/L盐酸1.0mL,盖上塞子，室温下在空气振荡器中震荡1hr。用含有约2g的助剂Celite545过滤滤液于250mL的圆底烧瓶中，准确取50mL滤液，在50℃的旋转蒸发仪中浓缩到约2mL。

将浓缩液分别用20mL水和二氯甲烷分2次转移到分液漏斗中，合并洗液到分液漏斗中，用pH试纸检查水层的pH值约为1。

轻轻振摇分液漏斗萃取约1min，静止分层后弃掉下层的二氯甲烷，再重复用20mL二氯甲烷洗涤3-4次，弃掉二氯甲烷。向分液漏斗缓慢加入固体碳酸氢钠，调节pH值7-8，每次用30mL二氯甲烷轻轻振摇提取三次，静止分层后，分别通过无水硫酸钠过滤到250mL的圆底烧瓶中，加入0.2mL10g/L的草酸甲醇溶液和5mL甲醇，于旋转蒸发器中在30℃下浓缩到1mL左右。转移浓缩液，用甲醇定容到10mL，上机。

2 结果

2.1 质谱仪器条件的优化：

2.1.1母离子碎片的优化

表1母离子碎片的优化

通过对沙虫环母离子扫描，其中质荷比为44.0，71.0，40.3的母离子灵敏度较高，但71.0和135.0母离子干扰较少，折中考虑选择质荷比71.0和135.0的母离子为优化离子。

2.1.2子离子碎片的优化

表2子离子碎片的优化

通过子离子碎片的最大强度，作为所选优化的子离子碎片，最终选择质荷比为56.1和71.1为优化的子离子。

2.1.3碰撞能量的优化

图1优化子离子56.1的碰撞能量

从图1可以看出，通过质荷比56.1的碰撞能量进行优化，当碰撞能量为10eV时，所选的离子强度最大峰值，所以选择10eV为质荷比56.1离子的碰撞能量。

图2优化子离子71.1的碰撞能量

根据图2，同理，选择10eV为71.1离子的碰撞能量。

2.2 加标回收率

每一个组为一个加标样，一个空白对照样，通过表3分析，大米加标回收率在85.4%～93.2%之间。

2.3 杀虫环的校准曲线

方法的校准曲线相关系数γ=0.9 9 9 7 4，校准方程为Y=9.7 6 e 6 X+1.4 2 4 e 5，在0.050～1.000μg/ml的浓度范围内呈线性关系[6,11]。

2.4 方法的检出限和重复性

检出限的计算公式：L=3*s*V*f/k*W，其中：L为检出限，s为10次空白信号噪音标准偏差的平均值，V为定容体积（ml），f为稀释倍数，k为校准曲线斜率，W为样品质量（g），经测定计算检出限为：0.8μg/kg。以加标量1.000μg，同时测定6个样品，测定结果重复性的相对标准偏差（RSD%）为4.1。

图3杀虫环的校准曲线

表3加标回收率

2.5 沙虫环定性、定量离子谱图

峰1（peak1）为碎片离子71.1的峰形和峰面积扫描图，作为目标物的定量离子，峰2（peak2）为碎片离子56.1的峰形和峰面积的扫描图，作为目标物的定性离子，峰3（peak3）为定量峰（71.1）和定性峰（56.1）的匹配度谱图。从图4中可以看出，无论定性还是定量峰，峰形的对称度都很理想，两个峰的匹配度也完全一致，表明所优化的质谱条件能够很好地满足农残沙虫环的定性、定量要求。

3 讨论

本文采用气相色谱串联质谱（GC-MS/MS）的方法测定大米中农药残留沙虫环，方法前处理样品较为简单，不采取气相色谱方法使用二氯甲烷的提纯步骤，避免了由于提纯试剂所带来的危险，节约了试剂的使用，缩短了样品处理的时间。本文通过对仪器条件的优化，确定了最佳子离子碎片及其碰撞能量，提高了分析的灵敏度，降低了检出限，本方法测定大米中杀虫环农药残留快速、准确，检出限低，除能满足该农药残留的安全监测外，对研究其降解的机理也能提供有效的检测手段。

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