气相色谱串联质谱法测定蔬菜中甲拌磷和克百威及其代谢物的残留量*

张慧丽，王建华，李馨，辛学谦，林洪

（1.中国海洋大学，山东青岛 266100； 2. 山东出入境检验检疫局，山东青岛 266002）



气相色谱串联质谱法测定蔬菜中甲拌磷和克百威及其代谢物的残留量*

张慧丽1，2，王建华2，1，李馨2，辛学谦2，林洪1

（1.中国海洋大学，山东青岛 266100； 2. 山东出入境检验检疫局，山东青岛 266002）

摘要建立气相色谱-三重四级杆串联质谱法（GC-MS/MS）测定蔬菜中甲拌磷及其代谢产物甲拌磷砜、甲拌磷亚砜，克百威及其代谢产物3-羟基克百威。蔬菜样品经乙腈提取、QuEChERS法净化，GC-MS/MS采用选择反应监测模式（SRM）采集数据后进行分析。5种化合物的含量在检测范围内与色谱峰面积均呈良好的线性，相关系数r2为0.998 0～0.999 6。在0.02，0.05 mg/kg的添加水平下，平均回收率在73.6%～118.2%范围内，测定结果的相对标准偏差小于8.5%（n=6），方法定量限为5～10 μg/kg。该方法可用于蔬菜中甲拌磷和克百威及其代谢物的常规检测。

关键词QuEChERS；气相色谱-串联质谱法；甲拌磷；甲拌磷砜；甲拌磷亚砜；克百威；3-羟基克百威；蔬菜

甲拌磷作为杀虫剂已广泛用于各种作物的保护，在植物组织中甲拌磷可较快地转换为砜和亚砜代谢产物甲拌磷砜和甲拌磷亚砜［1］。目前对甲拌磷砜和甲拌磷亚砜残留的分析方法主要有气相色谱法［2-3］、气相色谱-质谱法［4-5］、气相色谱-串联质谱法［6-8］、液相色谱-串联质谱法［9-11］。克百威（Carbofuran）在农业上被广泛用作杀虫剂，据报道它对哺乳动物具有较高毒性［12］。克百威通过水解、氧化、降解以及微生物的作用可转化为代谢物［13］，在许多基质中其主要的代谢物是3-羟基克百威和3-酮克百威，它们对生物体的毒性等同于克百威［14］。目前，已报道的克百威及其代谢物残留检测方法主要有气相色谱法［15］、气相色谱法-质谱法［16-17］、气相色谱-串联质谱法［18-19］、液相色谱-串联质谱法［20-21］。

笔者通过对样品净化条件和色谱质谱条件优化，建立了气相色谱-串联质谱检测蔬菜中甲拌磷和克百威及其代谢物残留量的方法，并对代谢物的二级谱图裂解途径进行了解析。该方法满足方法验证和质量控制的要求。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

气相色谱-三重四极杆质谱仪：Quantum GC型，配有电子轰击离子源、Trace GC Ultra 2000气相色谱系统、Triplus自动进样器，美国Thermo Fisher Scientific 公司；

旋涡振荡器：MS3 Basic型，德国IKA公司；

水平振荡器：HS501型，德国IKA公司；

台式冷冻离心机：3-18K型，美国Sigma公司；

电子天平：PL303型，瑞士Mettler Toledo公司；

甲拌磷：纯度为98.0%，德国DR.Ehrenstorfer公司；

甲拌磷砜：纯度为95.0%，美国Sigma Aldrich公司；

甲拌磷亚砜：纯度为91.1%，美国Accustandard公司；

克百威和三羟基克百威：纯度为98.0%，美国AccuStandard公司；

乙腈、丙酮、正己烷：色谱纯，美国Honeywell Burdick & Jackson Muskegon公司；

标准储备溶液：1 mg/mL，称取适量标准品，用乙腈定容至25 mL，于4℃避光保存，使用时稀释至所需浓度；

基质匹配标准溶液：将空白样品按前处理步骤处理后，制备空白样品提取净化后的溶液，用此溶液配制基质混合标准工作溶液。

1.2 仪器工作条件

1.2.1 气相色谱仪

色谱柱：HP-5MS毛细管柱（30×0.25 m，0.25 μm，美国Agilent公司）；程序升温：70℃保持2 min，以25℃/min升至150℃，以3℃/min升至200℃，再以30℃/min升至260℃，保持2 min；总运行时间：26 min；进样口温度：270℃；载气：氦气（纯度大于99.999%）；进样方式：不分流进样；进样量：1.0 μL。

1.2.2 质谱仪

离子源：EI源；传输线温度：280℃；离子源温度：290℃；接收极电流：50 μA；溶剂延迟时间：5.0 min；碰撞气体：氩气；碰撞压力：7.93 Pa；扫描范围：m/z 50～500。

1.3 实验方法

称取10 g（精确至0.01 g）打碎的试样于50 mL具塞离心管中，准确加入10 mL乙腈溶液，用均质器匀浆提取2 min，然后加入萃取盐包（含4 g无水硫酸镁、1 g 氯化钠、1 g柠檬酸钠和0.5 g柠檬酸二钠盐），剧烈振荡30 s，在水平振荡器上振荡30 min，以8 000 r/min离心5 min后待净化。

移取6 mL乙腈上清液转移至装有150 mg C18和900 mg硫酸镁（70 mg GCB）的离心管中，盖紧离心管，涡旋1 min，以8 000 r/min离心5 min后，将上清液过0.22 µm滤膜，供GC-MS/MS分析测定。

2 结果与讨论

2.1 净化条件的考察

QuEChERS方法中采用分散固相萃取净化，常用的吸附剂有N-丙基乙二胺（PSA）、C18、石墨化炭黑（GCB）。GCB能够较好地吸附色素，但对片状农药（如克百威、灭线磷、嘧霉胺）具有较高的吸附性，导致克百威的回收率降低［22］。试验考察了单独C18粉末净化和PSA，C18混合粉末净化时农药的回收率和基质效应情况。农药添加水平为50 μg/L，同时做3个平行试验。结果表明，采用PSA和C18混合粉末净化时，克百威和3-羟基克百威的平均回收率分别为46.7%，5.9%，甲拌磷、甲拌磷砜、甲拌磷亚砜的回收率在70%～120%之间；单独C18粉末净化时，5种农药的回收率在70%～120%之间。由于PSA对含羧酸基团、含氟、含氯物质有保留［23］，会对含有甲酸基团的克百威和3-羟基克百威有吸附，导致回收率偏低，因此采用单独C18粉末净化。

2.2 基质效应

甲拌磷和克百威及其代谢物的基质效应ME值均大于150%，表现为较强的基质增强效应。为最大限度地消除基质效应干扰，实验采用基质匹配法进行定量分析。

2.3 质谱条件优化

为了获得最佳质谱条件，对待测物的前级离子、产物离子、碰撞能量等一系列质谱参数进行了优化，优化后的参数见表1。在优化的仪器条件下，菠菜基质中克百威、甲拌磷及其代谢物（加标量50 mg/kg）的色谱图分别见图1、图2。

表1 甲拌磷、克百威及其代谢物的保留时间及MS-MS条件

图1 菠菜基质中克百威及其代谢物色谱图

图2 菠菜基质中甲拌磷及其代谢物的色谱图

2.4 代谢物的二级质谱裂解途径推测

2.4.1 甲拌磷亚砜

对选定的母离子m/z 199进行二级质谱分析，m/z 199丢失m/z 46（P-S键断裂）后，生成m/z 153（实际为m/z 152.89），m/z 153丢失中性分子C2H4（麦氏重排），生成m/z 125（实际为m/ z 124.90）；m/z 199经过两次麦氏重排，丢失两个中性分子C2H4（m/z 28），生成m/z 143（实际为m/z

142.54），见图3。

图3 推测的甲拌磷亚砜二级质谱裂解途径

2.4.2 甲拌磷砜

对甲拌磷砜的母离子m/z153进行二级质谱解析，断裂途径同甲拌磷亚砜的子离子153断裂途经一致，m/z 153丢失中性分子C2H4生成的m/z 125（实际为m/z 125.32）继续丢失m/z 28生成m/z 97（实际为m/z 97.22），见图4。

图4 推测的甲拌磷砜二级质谱裂解途径

2.4.3 3-羟基克百威

对3-羟基克百威的母离子m/z 180进行二级质谱解析，丢失一个甲基得到m/z 165，又丢失一个甲基并加氢得到m/z 151；m/z 151间位C-O键断裂生成的m/z 137，见图5。

图5 推测的三羟基克百威二级质谱裂解途径

2.5 工作曲线方程和定量限

采用空白样品提取液作为标准溶液的稀释液，配制5种化合物质量浓度均为5，10，20，50，100，200，500 μg/L的系列混合标准溶液。在1.2仪器工作条件下进行测定，以目标物含量（X，μg/L）为横坐标，以对应的峰面积（Y ）为纵坐标，绘制标准曲线，以10倍信噪比计算定量限。线性方程、相关系数、定量限列于表2。

表2 线性方程、相关系数和定量限

由表2可知，待测化合物在其线性范围内具有良好的线性关系，相关系数r2在0.998 0～0.999 6范围内，定量限为5～10 μg/kg。

2.6 精密度与回收试验

向空白菠菜样品基质中分别添加0.020，0.050 mg/kg的混合标准工作溶液，每个水平设置6个平行样，并做一个样品空白试验。按1.3实验方法进行提取和净化，用GC-MS/MS测定甲拌磷和克百威及其代谢物的含量。结果显示，样品空白基质未出现目标峰，5种化合物的加标回收率、相对标准偏差见表3。由表3可知，5种化合物的平均回收率在73.6%～118.2%范围内，相对标准偏差为3.0%～8.4%。由此可见该方法的精密度和准确度较高。

表3 精密度及回收试验结果

2.7 样品分析

应用所建方法对多种蔬菜进行检测，其中1份生姜样品检出甲拌磷砜和甲拌磷亚砜，含量分别为0.023，0.012 mg/kg，在生姜中的总残留量为0.035 mg/kg，超出了最大残留限量0.01 mg/kg。

3 结语

通过谱图解析确定最佳定性、定量离子，建立了乙腈提取、C18吸附剂净化、GC-MS/MS检测蔬菜中甲拌磷和克百威及其代谢物残留的分析方法。该方法具有较好的回收率和精密度，满足国内外农药残留限量要求，可用于甲拌磷和克百威及其代谢物的常规分析。

参 考 文 献

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*质检公益行业科研专项课题资助项目（201410177-3）

联系人：王建华；E-mail： whywrs9@163.com

中图分类号：O657.7

文献标识码：A

文章编号：1008-6145（2016）01-0010-05

doi：10.3969/j.issn.1008-6145.2016.01.003

收稿日期：2015-09-08

Determination of Phorate， Carbofuran and Their Metabolites Residues in Vegetables by Gas Chromatography Coupled to Tandem Mass Spectrometry

Zhang Huili1，2， Wang Jianhua2，1， Li Xin2， Xin Xueqian2， Lin Hong1
（1. Ocean University of China， Qingdao 266100， China；2. Shandong Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau， Qingdao 266002， China）

AbstractA method for determination of phorate，carbofuran and their metabolites residues in vegetables by gas chromatography coupled with tandem mass spectrometry was developed. The sample were extracted by acetonitrile，and cleaned up by the QuEChERS method，and the pesticide residues were analyzed by using gas chromatography coupled with tandem mass spectrometry. The concentration of five compounds was linear with peak area in the detection range， the linear correlation coefficient r2was 0.998 0-0.999 6. In 0.02， 0.05 mg/kg addition level，the recoveries of five pesticides were in the range of 73.6%-118.2%，with relative standard deviation values less than 8.5%（n=6）. The quantitation limit was 5-10 μg/kg. The proposed method can be used for the residue determination of phorate，carbofuran and their metabolites in vegetables.

KeywordsQuEChERS； gas chromatography-tandem mass spectrometry； phorate； phorate sulfone； phorate sulfoxide； carbofuran； carbofuran-3-hydroxy； vegetable