在线凝胶色谱-串联三重四极杆质谱法测定大豆油中42种农药残留

王立闱，范　军，吴国华，邓晓丽，黄涛宏

(岛津企业管理(中国)有限公司，上海　200052)



在线凝胶色谱-串联三重四极杆质谱法测定大豆油中42种农药残留

王立闱，范军，吴国华，邓晓丽，黄涛宏

(岛津企业管理(中国)有限公司，上海200052)

摘要：建立了在线凝胶色谱-串联三重四极杆质谱(GPC-GC-MS/MS)法测定大豆油中的42种农药残留。采用在线凝胶色谱进行在线净化，除去大豆油中大部分油脂，有效缩短样品前处理时间；结合多反应监测(MRM)采集方式，可减少基质干扰，提高方法的选择性。结果表明：在1～50 μg/L浓度范围内，大部分农药的线性相关系数均在0.999以上；方法检出限为0.02～2.59 μg/kg，方法定量限为0.08～8.62 μg/kg；在10、50、300 μg/kg加标浓度下，农药的加标回收率在70.4%～119%之间。以α-666等11种农药为例，比较了GPC-GC-MS/MS法、GPC-GC/MS法、GC-MS/MS法的实验结果，发现采用GPC-GC-MS/MS法的MRM数据采集模式测定大豆油中农药残留具有良好的抗基质干扰能力，可获得最低的方法检出限及最高的回收率。该方法操作简单、灵敏度高、稳定性好，可用于大豆油中农药残留的测定，也适用于复杂基质中痕量农药残留的定性和定量分析。

关键词：在线凝胶色谱-串联三重四极杆质谱(GPC-GC-MS/MS)；多反应监测(MRM)；大豆油；农药残留

大豆油是一种营养价值很高的优良食用油，是世界上产量最多的油脂之一。由于在大豆种植过程中经常需要喷洒农药，致使其制品大豆油中存在农药残留。残留的农药对人体健康危害极大，可以引起多种疾病甚至急性中毒。中国食品安全国家标准《GB 2763—2014食品中农药最大残留限量》[1]、国际食品法典委员会标准和日本肯定列表制度等法规均对大豆油中农药最大残留限量有明确规定，其中，日本和欧盟的标准最为严格，规定大豆油中农药的残留限量一般为10 μg/kg[2-3]。

目前，用于农药残留分析的主要技术有气相色谱法[7-8]、液相色谱法[9-10]和气相色谱-质谱联用法[11-12]。气相色谱-质谱联用法既具有气相色谱的高分离效能，又具有质谱准确鉴定化合物结构的特点，可达到同时定性、定量检测的目的，在农药多残留检测方面具有广泛的应用[13-14]。但上述方法主要采用单四极杆气质联用仪结合选择离子监测(SIM)技术，由于SIM数据采集模式采集的质谱信息较少，选择性差，易受基质干扰，从而造成假阳性结果，对于低含量的农残组分来说，结果存在较大的不确定性，难以满足农药多残留检测的需要。而三重四极杆气质联用仪结合多反应监测(MRM)技术可以有效地排除基质干扰，不受共流出峰的影响，具有较强的定性和定量能力[15-17]，有利于复杂基质中农药残留的测定。

本工作拟采用在线凝胶色谱对大豆油样品进行净化，选择三重四极杆气质联用仪的多反应监测采集方式测定大豆油中42种农药残留，希望为复杂基质中痕量农药残留的定性和定量分析提供方法参考。

1实验部分

1.1仪器

在线凝胶色谱-串联单四极杆气质联用仪(GPC-GC-MS)，在线凝胶色谱-串联三重四极杆气质联用仪(GPC-GC-MS/MS)：日本岛津公司产品，配有电子轰击离子源(EI)及GCMSsolution4.2数据处理系统。

1.2主要材料与试剂

农药标准品：美国Sigma公司产品；丙酮、环己烷、乙腈、正己烷：均为色谱纯，德国Merck公司产品；N-丙基乙二胺(PSA)、C18吸附剂：上海安谱实验科技股份有限公司产品；实验用大豆油：购自超市。

1.3实验条件

从CMF的角度结合共享经济的特殊性围绕共享头盔进行分析研究。本文则从美观性、安全性、可用性出发，通过材料、颜色、工艺对本产品进行合适的设计分析；从使用感受与情感体验的角度出发，基于用户和设计师的角度对产品的CMF进行有价值的探索，综上，为日后产品成型提供有价值的参考。

1.3.1在线凝胶色谱条件色谱柱：Shodex CLNpak EV-200柱(2.1 mm×150 mm)；流动相：丙酮-环己烷溶液(3∶7，V/V)；流速：0.1 mL/min；柱温：40 ℃；进样量：10 μL。

1.3.2气相色谱条件色谱柱：惰性石英空管(5 m×0.53 mm)；预柱：Rtx-5 MS 石英毛细柱(5 m×0.25 mm×0.25 μm)；分析柱：Rtx-5 MS 石英毛细柱(25 m×0.25 mm×0.25 μm)；柱温升温程序：82 ℃保持5 min，以8 ℃/min升至300 ℃，保持7.75 min；进样口升温程序：120 ℃保持5 min，以100 ℃/min升至250 ℃，保持33.7 min；进样口增压程序：初始压力120 kPa，以100 kPa/min升至180 kPa，保持4.4 min，再以49.8 kPa/min降至120 kPa，保持33.8 min；进样模式：不分流进样。

1.3.3质谱条件电子轰击离子源(EI)，电子能量70 eV，接口温度300 ℃，离子源温度200 ℃，多反应监测(MRM)采集方式。

1.4样品前处理

称取1.0 g样品，加入15 mL正己烷饱和的乙腈和5 mL乙腈饱和的正己烷，振荡5 min；取1.5 mL乙腈萃取液，加入50 mgN-丙基乙二胺(PSA)和50 mg C18吸附剂，振荡5 min；取上清液，待测。

2结果与讨论

2.1样品前处理方法

考察了PSA和C18吸附剂对样品进行净化的效果，大豆油样品在全扫描数据采集模式下得到的色谱图示于图1。通过NIST谱库检索发现，使用PSA和C18吸附剂对样品进行前处理可除去大豆油中一部分脂肪酸及甾醇，具有良好的净化效果。因此，本实验在测定大豆油样品前，使用PSA和C18吸附剂对样品进行前处理。

注：a.未使用吸附剂净化；b.使用PSA和C18净化图1　全扫描数据采集模式下，大豆油样品的色谱图

2.2在线GPC净化

GPC色谱柱主要按分子质量大小进行分离，本实验以农药中相对分子质量较大的氟氨氰菊酯(502.9)和相对分子质量较小的灭螨猛(234.3)作为指示物进行研究。油脂和氟氨氰菊酯、灭螨猛标准品的GPC色谱图示于图2。可见，油脂、氟氨氰菊酯和灭螨猛标准品的保留时间分别为2.910、3.667和5.583 min。因此，收集3.737～5.737 min的洗脱液，在线全部转移至GC-MS/MS系统中，可实现对大豆油中大部分油脂的去除，并将农药组分有效地转移至GC-MS/MS系统中进行分析。

在线GPC与常规离线GPC方法的比较结果列于表1。在线GPC使用的是微型化的色谱柱，样品负载量及制备量均明显减少，整个净化时间可缩短至常规离线GPC方法的三分之一，显著地提高了工作效率，同时明显减少了溶剂使用量，降低了对环境的污染。

图2　大豆油中油脂和氟氨氰菊酯、灭螨猛标准品的GPC色谱图

类型GPC柱样品负载量制备量所需时间/min溶剂使用量/mL在线GPC微型GPC柱,内径2mm,长150mm20μL200μL1010常规离线GPC常规GPC柱,内径20mm,长300mm5mL50mL30150

2.3标准样品谱图

为获得较高的灵敏度，对各农药组分的MRM采集参数(包括定量离子对、定性离子对、碰撞电压(CE)等)进行优化，结果列于表2。42种农药混合标准溶液(50 μg/L)的MRM图和局部放大图示于图3。因氯氰菊酯、氰戊菊酯、苯醚甲环唑、溴氰菊酯4种农药均有同分异构体，因此，表2共列出48种化合物，与表3中48个色谱峰相对应。

表2　农药组分的保留时间及MRM参数

续表2

2.4标准曲线和方法的重现性、检出限及定量限

使用丙酮-环己烷溶液(3∶7，V/V)配制1、5、10、20、50 μg/L农药混合标准系列溶液。以各组分的浓度为横坐标，各组分定量离子对响应的峰面积为纵坐标，绘制标准曲线。各农药组分的线性方程、相关系数、相对标准偏差、检出限及定量限列于表3。结果表明，各农药组分的线性关系良好，大部分农药的线性相关系数大于0.999。

向空白大豆油样品中加入42种农药混合标准溶液，添加浓度为150 μg/kg，经前处理后，使用GPC-GC-MS/MS法进行测定，重复6次，计算各农药组分峰面积的相对标准偏差(RSD)，结果表明，RSD均小于10.8%。向空白大豆油样品中加入42种农药混合标准溶液，以S/N=3计算各农药组分的检出限(LODs)，LODs为0.02～2.59 μg/kg。以S/N=10计算各农药组分的定量限(LOQs)，LOQs为0.08～8.62 μg/kg。陈劲星[18]采用分散固相萃取-GC/MS法测定大豆油中102种农药残留，方法检出限为10～50 μg/kg。本实验采用GPC-GC-MS/MS法通过MRM数据采集模式检测农药组分，相对于单四极杆气质联用法，可获得更高的灵敏度和更低的检出限，并具有良好的重现性。

注：a.10.5～11.8 min；b.17.0～24.3 min；c.24.3～28.6 min；d.28.6～34.0 min图3　42种农药标准样品(50 μg/L)的MRM图和局部放大图

序号化合物名称线性方程相关系数RSD/%检出限/(μg/kg)定量限/(μg/kg)1敌敌畏y=647.33x-128.710.999010.80.311.022氟乐灵y=1457.45x+346.230.99919.280.160.533甲拌磷y=2264.23x-852.110.99992.700.150.494α-666y=5762.89x+13.870.99992.830.060.205β-666y=5762.89x+13.870.99982.710.110.386γ-666y=9210.08x+423.350.99983.340.070.237百菌清y=2157.10x-1596.550.99974.030.260.878δ-666y=9851.28x-769.570.99992.780.110.389抗蚜威y=6998.44x-1298.650.99973.570.150.5010甲基毒死蜱y=4556.55x-1628.410.99992.810.130.44

续表3

2.5回收率和精密度

向空白大豆油中加入农药混合标准溶液，添加浓度为10、50、300 μg/kg，平行处理6份样品。采用GPC-GC-MS/MS法测定各农药组分浓度，计算回收率和相对标准偏差，结果列于表4。结果表明，各农药组分的回收率均在70.4%～119%之间，RSD均小于13.1%。由此可见，在低浓度样品加标下，GPC-GC-MS/MS法测定大豆油中多农药残留具有良好的回收率和精密度，该方法适用于复杂基质中痕量化合物的定性和定量分析。

表4　农药组分的回收率和精密度

2.6GPC-GC-MS/MS与GPC-GC/MS、GC-MS/MS实验结果比较

以α-666等11种农药为例，比较GPC-GC-MS/MS法(MRM数据采集模式)与GPC-GC/MS法(SIM数据采集模式)测定大豆油中农药残留含量的检出限和回收率，结果列于表5。由表5中数据可知，GPC-GC-MS/MS法的方法检出限(0.04～2.49 μg/kg)显著低于GPC-GC/MS法(1.05～115 μg/kg)；同时，在0.05 mg/kg 的添加浓度下，GPC-GC-MS/MS法的农药加标回收率(92.6%～108%)优于GPC-GC/MS法(68.7%～124%)。以上结果说明，三重四极杆气质联用仪的MRM数据采集模式相对于单四极杆气质联用仪的SIM数据采集模式具有更高的灵敏度和准确度。由于大豆油中含有大量的油脂、色素等成分，无法做到基质的完全净化，在与各种精密检测仪器联用进行痕量和超痕量分析时，容易产生基质干扰，影响检测结果的准确度与可靠性。GC-MS/MS提供的MRM数据采集模式对离子进行两步电离，只对目标化合物的特征母离子>子离子对进行检测，使得基质背景和噪音大大降低，减少了基质干扰带来的假阳性结果，可弥补前处理方法去除基质干扰物质不彻底的不足，从而提高方法的灵敏度及准确度。

如果不使用GPC对大豆油样品进行在线净化，而直接使用GC-MS/MS法测定其中的农药残留，α-666等11种农药的方法检出限为0.15～11.4 μg/kg，高于GPC-GC-MS/MS法的方法检出限。GC-MS/MS法的加标回收率在82.8%～109%之间，部分农药的回收率(如毒死蜱、氯氰菊酯等)低于GPC-GC-MS/MS法的加标回收率。这是由于GPC-GC-MS/MS系统的进样量为10 μL，比GC-MS/MS高10倍，因此具有更高的灵敏度，同时GPC能去除油脂等干扰物质，减少了基质干扰，可获得更好的回收率。

通过对比GPC-GC-MS/MS法、GPC-GC/MS法、GC-MS/MS法的实验结果，发现GPC-GC-MS/MS法的MRM数据采集模式测定大豆油中农药残留具有良好的抗基质干扰能力，可获得最低的方法检出限及最高的回收率。

表5　GPC-GC-MS/MS、GPC-GC/MS、GC-MS/MS测定农药的检出限及回收率

2.7基质效应的影响

在实际样品分析中，样品基质常常对分析目标物造成干扰，影响分析结果的准确性。本实验研究了GPC-GC-MS/MS法(MRM数据采集模式)及GC/MS法(SIM数据采集模式)测定大豆油中农药残留的基质效应。分别使用丙酮-环己烷溶液(3∶7，V/V)和空白基质溶液配制农药混合标准溶液并建立标准曲线，通过比较两组标准曲线的斜率考察基质效应的影响，结果列于表6。可以看出，GPC-GC-MS/MS法和GC/MS法两组标准曲线斜率的比值分别在0.96～1.05和1.02～1.64之间。这说明，使用GPC-GC-MS/MS法测定大豆油中农药残留含量受基质效应的影响小于GC/MS法。这可能是由于在线GPC净化了大豆油样品中大部分的油脂和色素，从而减少了农药组分的基质效应，因此获得了更加准确可靠的检测数据。

表6　各农药组分标准曲线斜率的比值

3结论

本研究使用在线凝胶色谱-串联三重四极杆质谱法对大豆油中农药残留进行定性和定量分析。该方法前处理简单、重复性好、灵敏度高，在10、50、300 μg/kg的加标浓度下，农药的回收率在70.4%～119%之间，可满足日常的痕量农药残留分析要求。通过对比GPC-GC-MS/MS、GPC-GC/MS、GC-MS/MS 3种测定方法的实验结果，发现GPC-GC-MS/MS法的MRM数据采集模式测定大豆油中农药残留可获得最低的方法检出限和最高的回收率。该方法能够有效地简化样品前处理过程，减少基质干扰，提高分析的选择性和灵敏度，适用于复杂基质中痕量农药残留的定性和定量分析。

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收稿日期：2015-08-20;修回日期：2015-11-11

作者简介：王立闱(1983—)，女(汉族)，黑龙江人，硕士研究生，分析化学专业。E-mail: sshwlw@shimadzu.com.cn

中图分类号：O657.63

文献标志码：A

文章编号：1004-2997(2016)04-0374-11

doi：10.7538/zpxb.youxian.2016.0021

Determination of 42 Pesticide Residues in Soybean Oil Using On-Line GPC-GC-MS/MS

WANG Li-wei, FAN Jun, WU Guo-hua, DENG Xiao-li, HUANG Tao-hong

(Shimadzu(China)Co.,Ltd.,Shanghai200052,China)

Abstract:In view of the great harm to the human body of pesticides, the national food safety standards and the International Food Code Committee standards limit the maximum residue limits of pesticides in soybean oil. Gas chromatography-mass spectrometry (GC/MS) is often used for the identification and quantitative detection of the compound, because of the characteristics of high separation efficiency. However, the current GC/MS is mainly used in the combination of single quadrupole GC/MS and selective ion monitoring (SIM) technique. The selectivity of SIM acquisition mode is poor, and it is easily disturbed by the matrix. The multiple reaction monitoring (MRM) technique of the triple quadrupole gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS/MS) can effectively eliminate the interference of the matrix, which is beneficial to the determination of pesticide residues in complex matrix. A reliable pesticide residues analysis method in soybean oil was developed in this paper, based on on-line gel permeation chromatography coupled with triple quadrupole gas chromatography-mass spectrometry (GPC-GC-MS/MS). GPC system served as on-line purifying pretreatment to remove most part of remained fat in soybean oil and effectively reduced the time of sample pretreatment. At the same time, multiple reaction monitoring (MRM) acquisition mode of GC-MS/MS could greatly reduce the matrix interference and provide much better selectivity. The results show that the relative coefficients are above 0.999 with the most of pesticides standard solutions from 1 to 50 μg/L. The method detection limits range from 0.02 μg/kg to 2.59 μg/kg, and the quantitative limits range from 0.08 μg/kg to 8.62 μg/kg. The recoveries are 70.4%-119% with added concentration as 10, 50, 300 μg/kg. By comparing the experimental results of GPC-GC-MS/MS, GPC-GC-MS and GC-MS/MS, the MRM data acquisition mode of GPC-GC-MS/MS can get the lowest detection limit and the best recovery of pesticide residues in soybean oil. The detection method based on on-line GPC and GC-MS/MS can simplify the process of sample pretreatment, reduce the matrix interference, improve the selectivity and sensitivity of the analysis, and which can be applied to the qualitative and quantitative analysis of trace residues in complex matrix.

Key words：on-line gel permeation chromatography coupled with triple quadrupole gas chromatography-mass spectrometry (GPC-GC-MS/MS); multiple reaction monitoring (MRM); soybean oil; pesticide residues

网络出版时间：2016-03-28；网络出版地址：http:∥www.cnki.net/kcms/detail/11.2979.TH.20160328.1443.004.html