QuEChERS净化GC/ECD测定苹果和柑橘中4种常用杀螨剂残留

徐国锋，聂继云，李海飞，闫　震，李　静

(中国农业科学院果树研究所，农业部果品质量安全风险评估实验室(兴城)，辽宁　兴城　125100)



QuEChERS净化GC/ECD测定苹果和柑橘中4种常用杀螨剂残留

徐国锋，聂继云*，李海飞，闫震，李静

(中国农业科学院果树研究所，农业部果品质量安全风险评估实验室(兴城)，辽宁兴城125100)

摘要：采用QuEChERS 方法净化，建立了气相色谱法/电子捕获检测器(GC/ECD) 同时检测苹果和柑橘中四螨嗪、虫螨腈、溴螨酯和哒螨灵残留的分析方法。苹果和柑橘样品用乙腈提取，适量C18填料和无水MgSO4净化提取液，GC/ECD检测，基质匹配标准溶液外标法定量。四螨嗪、哒螨灵在0.02～2.0 mg/L浓度范围内，虫螨腈、溴螨酯在0.004～0.5 mg/L浓度范围内的线性关系良好，相关系数(r)均大于0.99，定量下限(LOQs)为0.001～0.02 mg/kg。苹果和柑橘样品中4种杀螨剂的平均加标回收率(n=6)为76.4%～111.8%，相对标准偏差(RSDs) 不超过13.4%。该方法简便、快速，能够满足苹果和柑橘中上述4种杀螨剂残留同时检测的需要。采用该方法测定了4种杀螨剂在苹果和柑橘中的残留量，结果满意。

关键词：QuEChERS;GC/ECD；苹果；柑橘；杀螨剂；残留分析

在我国危害严重的农业害螨约有40余种[1]，主要为叶螨类、瘿螨类等。农业害螨具有体积小、繁殖快、代数多、适应性强以及易产生抗药性等特点，是公认的最难防治的有害生物群落。植食性螨类是危害我国苹果和柑橘的主要害虫之一，使用杀螨剂是防治螨类危害的主要手段，而四螨嗪、哒螨灵、溴螨酯和虫螨腈是目前苹果和柑橘上使用较为普遍的杀螨剂，其检测方法有气相色谱法(GC)[2]、高效液相色谱法(HPLC)[3]、气相色谱-质谱联用法(GC-MS)[4-5]、气相色谱-串联质谱法(GC-MS/MS)[6-7]和高效液相色谱-串联质谱法(HPLC-MS/MS)[8-9]。与GC-MS、LC-MS相比，GC/ECD具有仪器价格低、对技术人员要求不高等特点，因此，GC/ECD法具有更大的使用空间和普遍的推广应用价值。国内外尚未见QuEChERS结合气相色谱法(GC)同时检测苹果和柑橘中四螨嗪、哒螨灵、溴螨酯和虫螨腈残留的分析方法。本文采用QuEChERS法对苹果、柑橘基质进行净化，GC/ECD检测，建立了苹果和柑橘中 4 种杀螨剂残留快速简便、省时可靠的分析方法。

1实验部分1.1仪器与试剂

岛津GC2010气相色谱仪，配ECD检测器；PL-602L电子天平(感量0.01 g 和0.000 1 g，美国梅特勒-托利多公司);Vortex-genie 2 涡旋振荡器(美国Scientific Industries 公司)；CF16RXⅡ立式大容量高速离心机(日本 Hitachi公司)。

四螨嗪、哒螨灵、溴螨酯和虫螨腈标准品(质量浓度为100 mg/L，国家标准物质中心的有证标准物质)；丙酮、乙腈(色谱纯，美国Fisher公司)；乙二胺-N-丙基硅烷(PSA)、三键键合硅胶C18(C18)、石墨化炭黑(GCB)均为40～60 μm(天津博纳艾杰尔科技有限公司)；弗罗里硅土(Florisil)、中性氧化铝(Al-N)、硅胶(Silica gel)均为40～60 μm(美国Agilent Technologies公司)；氯化钠、无水硫酸镁(优级纯，天津市科密欧化学试剂有限公司)。

1.2实验方法

1.2.1色谱条件色谱柱：Rtx-1 石英毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm) ；柱温程序：初始温度 60 ℃，以6 ℃/min升至150 ℃，再以10 ℃/min升至250 ℃，保持10 min；进样口温度：260 ℃；不分流进样；进样量：1 μL；检测器温度：320 ℃；载气：氮气(99.999%)；流速：1.0 mL/min；尾吹气：30 mL/min。

1.2.2标准溶液的配制与标准曲线以质量浓度均为100 mg/L 的四螨嗪、虫螨腈、溴螨酯和哒螨灵标准品作为标准储备液，于-20 ℃下保存。

取4种杀螨剂的标准储备液，用乙腈和空白样品提取液分别稀释成7个不同浓度的混合标准溶液和基质匹配混合标准溶液，其中四螨嗪和哒螨灵的浓度为2.0，1.0，0.5，0.2，0.1，0.05，0.02 mg/L，虫螨腈和溴螨酯的浓度为0.5，0.2，0.1，0.05，0.02，0.01，0.004 mg/L。每个浓度用GC/ECD 进样测定3次，以质量浓度为横坐标(x,mg/L),对应峰面积平均值为纵坐标(y),获得4种杀螨剂的溶剂标准曲线、基质标准曲线与相关系数。

1.2.3样品的提取与净化称取粉碎均匀的水果样品10.0 g(精确至0.1 g)于100 mL 聚四氟乙烯管中，加入10 mL乙腈溶液与2.0 g氯化钠，剧烈振荡2 min，5 000 r/min 低温(4 ℃)高速离心5 min，移取上清液2 mL加至装有100 mg C18和300 mg无水MgSO4的10 mL 塑料离心管中，2 500 r/min涡旋混合2 min，5 000 r/min 低温(4 ℃)高速离心3 min，过 0.22 μm有机相滤膜，转移至GC进样瓶进样测定，基质匹配外标法定量。

1.2.4加标回收率与精密度分别称取经测定不含四螨嗪、虫螨腈、溴螨酯和哒螨灵的空白水果样品10.0 g，四螨嗪和哒螨灵添加1.0，0.1，0.05 mg/kg，虫螨腈和溴螨酯添加0.2，0.02，0.01 mg/kg浓度水平的 4 种杀螨剂混合标准溶液，涡旋混匀后，放置过夜以便更接近于实际样品农药的残留情况，然后按照“1.2.3”方法进行提取、净化，每个加标水平重复6次；同时将处理后的空白样品溶液加入相应浓度的混合标准溶液定容，作为基质标准溶液，进样测定，计算得到加标回收率、相对标准偏差与定量下限。

图1　不同净化填料对乙腈中4种杀螨剂的回收率Fig.1　Recoveries of four acaricides in acetonitrile after adsorbed by different kinds of adsorbents

2结果与讨论

2.1分散吸附剂的选择

本研究选用GCB,PSA,C18,Florisil,Silica gel,Al-N等6种净化填料来考察不同净化填料对4种杀螨剂的吸附作用，以乙腈为介质配制100 μg/L的混标溶液15 mL，取2 mL混标溶液分别加入装有200 mg不同吸附剂粉末的离心管中，2 500 r/min涡混2 min，5 000 r/min 低温(4 ℃)高速离心3 min，过0.22 μm有机相滤膜，装样品瓶中，每组6个平行样(n=6)，回收率结果见图1。由图1可知，GCB 对四螨嗪的吸附性最强，回收率只有7.1%，对哒螨灵和溴螨酯也有一定的吸附性，回收率为62.5%和37.9%，对虫螨腈无吸附性，回收率为97.5%；PSA对四螨嗪具有吸附性，回收率为64.6%，对虫螨腈、溴螨酯和哒螨灵无吸附性，回收率为99.7%～100.2%；Florisil对四螨嗪和溴螨酯具有一定的吸附性，回收率分别为81.7%和77.1%，对虫螨腈和哒螨灵无吸附性，回收率分别为101.1%和100.1%；Silica gel对四螨嗪有一定的吸附性，回收率为83.2%，对虫螨腈、溴螨酯和哒螨灵无吸附性，回收率介于96.9%～102.5%之间；Al-N对溴螨酯具有吸附性，回收率为60.4%，对四螨嗪、虫螨腈和哒螨灵无吸附性，回收率介于96.0%～103.0%之间；C18对四螨嗪、虫螨腈、溴螨酯和哒螨灵均无吸附性，回收率为95.5%～100.4%。为保证分散吸附剂能够对提取液进行有效地净化，同时又能保证检测方法的准确性，本研究最终采用C18结合无水MgSO4对提取液进行净化。

图2　苹果基质中两种不同提取溶剂回收率比较Fig.2　Comparison of recoveries using two different solvent extraction methods in applematrix

图3　柑橘基质中两种不同提取溶剂的回收率比较Fig.3　Comparison of recoveries using two different solvent extraction methods in citrus matrix

2.2提取溶剂的选择

以苹果和柑橘为基质，对比研究了乙腈提取、无水硫酸镁及氯化钠盐析；以及1%乙酸乙腈提取、无水硫酸镁及乙酸钠盐析两种QuEChERS前处理方法的提取效果，结果见图2～3。研究显示，采用乙腈提取、无水硫酸镁及氯化钠盐析的QuEChERS前处理方法，苹果的回收率为95.7%～106.8%，柑橘中为94.4%～106.7%；采用1%乙酸乙腈提取、无水硫酸镁及乙酸钠盐析的QuEChERS前处理方法，苹果中回收率为87.9%～93.1%，柑橘中为85.5%～101.6%。两种提取方式均能取得良好的提取效果，本着简便、易操作的原则，本文采用加乙腈的QuEChERS提取方法。

2.3基质效应

按“1.2.3”方法进行前处理，配制浓度分别为0.05，0.1，0.5，1.0，2.0 mg/kg的纯溶剂标准溶液和基质匹配标准溶液，通过测定目标物在纯溶剂中的平均响应值(A，n=6)和基质匹配标准溶液的平均响应值(B，n=6),得到基质效应(Matrix effect，ME)，ME=B/A×100%[10-11]。若ME大于115% 则具有基质增强效应，ME小于85%则具有基质抑制效应，ME介于85%～115%之间，则无基质效应。结果表明，苹果基质中四螨嗪的ME在86.8%～94.2%之间，无基质效应；虫螨腈在低浓度时表现为基质增强效应，浓度为0.05 mg/kg时，ME为228.1%，随着浓度的增加，基质效应逐渐减弱，浓度达到0.5 mg/kg以上时，不表现基质效应；溴螨酯和哒螨灵均表现为基质增强效应，随着浓度的增加，基质效应逐渐减弱，溴螨酯的ME由529.1%下降到244.4%，哒螨灵的ME由321.3%下降到159.9%。柑橘基质中四螨嗪的ME在128.7%～111.6%之间，低浓度时为基质增强效应，随着浓度的增加，基质效应逐渐消除；虫螨腈、溴螨酯和哒螨灵均为基质增强效应，随着浓度的增加基质增强效应逐渐减弱，虫螨腈的ME由243.1%下降到137.2%，溴螨酯的ME由636.8%下降到274.2%，哒螨灵的ME由471.3%下降到194.9%。 研究结果显示，不同杀螨剂在同一基质中具有不同的基质效应，同一杀螨剂在不同的基质中也具有不同的基质效应，同时基质效应与浓度具有一定的关系，随着浓度的变化，基质效应也有一定的变化，本文研究的 4 种杀螨剂随着检测浓度的增加，基质效应逐渐减弱。应用基质标准曲线校准能够减小基质效应对检测结果的影响。

2.4标准曲线、相关系数、加标回收率、精密度与定量下限

取配制好的四螨嗪、虫螨腈、溴螨酯和哒螨灵系列基质标准溶液分别进行GC/ECD进样测定，4种农药的保留时间分别为：四螨嗪9.04 min，虫螨腈24.92 min，溴螨酯27.42 min，哒螨灵30.98 min。结果表明，不同基质中，四螨嗪和哒螨灵在0.02～2.0 mg·L-1，虫螨腈和溴螨酯在0.004～0.5 mg·L-1范围内线性关系良好，相关系数(r)均大于0.99。由于基质效应随着浓度的变化而不同，为保证检测结果的科学准确，当实际样品残留量超过此线性范围时，应对样品溶液进行适当稀释后再进行定量测定。本实验以10倍信噪比(S/N=10)进行计算，得各待测物的方法定量下限(LOQ)为0.001～0.02 mg/kg(见表1)。

按“1.2.4”方法进行加标回收率实验，每个加标水平重复6次，基质外标法定量，计算平均回收率与相对标准偏差(RSD)。由表1可知，4种杀螨剂的平均回收率为76.4%～111.8%，RSD(n=6)为2.1%～13.4%，图4为空白样品和加标样品的色谱图。

表1　4 种杀螨剂的线性方程、相关系数、加标回收率、相对标准偏差及定量下限

2.5实际样品的测定

采用本文所建立的方法对市售10个苹果样品和10个柑橘样品进行检测，在1个苹果样品中检出0.067 mg/kg哒螨灵，其余19个样品均未检出上述4种杀螨剂残留。

3结论

本文将QuEChERS净化方法与GC/ECD结合应用于苹果和柑橘中四螨嗪、虫螨腈、溴螨酯和哒螨灵4种杀螨剂的同时检测，并成功应用于实际样品的测定。方法简便快速，能够满足我国[12]、欧盟[13]和CAC[14]对残留限量的要求，且符合农药残留分析从繁琐的传统方法向快速、简便方法发展的趋势，具有一定的实际应用价值。

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Residue Analysis of Four Acaricides in Apple and Citrus by GC/ECD after QuEChERS Clean-upXU Guo-feng,NIE Ji-yun*,LI Hai-fei,YAN Zhen,LI Jing

(Research Institute of Pomology,Chinese Academy of Agricultural Sciences;China Laboratory of Quality & Safety

Risk Assessment for Fruit(Xingcheng),Ministry of Agriculture,Xingcheng125100,China)

Abstract：A GC/ECD method was developed and validated for the simultaneous analysis of clofentezine,bromopropylate,chlorfenapyr,and pyridaben residues in apple and citrus.The apple and citrus samples were extracted with acetonitrile,and purified by QuEChERS method using C18and MgSO4as adsorbents,then determined by GC/ECD and quantified by the matrix-matched standards solution.The result showed that the calibration curves were linear in the ranges of 0.02-2.0 mg/L for clofentezine and pyridaben,and 0.004-0.5 mg/L for bromopropylate and chlorfenapyr,with correlation coefficients more than 0.99.The limits of quantitation(LOQs) for four acaricides were between 0.001 mg/kg and 0.02 mg/kg.The average recoveries(n=6) of the four analytes in apple and citrus at three spiked levels were between 76.4% and 111.8% with RSDs not more than 13.4%.This method is simple,rapid,effective and safe,and could meet the requirements for the simultaneous determination of clofentezine,bromopropylate,chlorfenapyr and pyridaben residues in apple and citrus samples．

Key words：QuEChERS;GC/ECD;apple;citrus;acaricide;residue analysis

中图分类号：O657.71；S482.5

文献标识码：A

文章编号：1004-4957(2015)12-1387-05

doi:10.3969/j.issn.1004-4957.2015.12.010

通讯作者：*聂继云,博士,研究员,研究方向：果品质量安全,Tel:0429-3598178,E-mail:jiyunnie@163.com

基金项目：国家农产品质量安全风险评估计划(GJFP2014002，GJFP2015002)；中国农业科学院科技创新工程

收稿日期：2015-07-07；修回日期：2015-08-10