超高效液相色谱-串联质谱法检测果蔬中的吡氟甲禾灵残留
2016-10-25武婷段迎燕田海娇
武婷,段迎燕,田海娇
(山西省分析科学研究院,太原 030006)
超高效液相色谱-串联质谱法检测果蔬中的吡氟甲禾灵残留
武婷,段迎燕,田海娇
(山西省分析科学研究院,太原 030006)
建立了超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)法测定果蔬中吡氟甲禾灵残留的方法。样品以乙腈匀浆提取,并采用Sep-Pak Vac型氨基固相萃取柱净化样品,采用超高效液相色谱柱WATERS ACQUITY C18柱(50 mm×2.1 mm,1.7 μm)分离,以乙腈- 0.1%甲酸水溶液作为淋洗液进行梯度洗脱。吡氟甲禾灵在1.0~50.0 ng/mL范围内线性关系良好,相关系数r2=0.997 7,加标回收率为84.1%~88.6%,测定结果的相对标准偏差为1.18%~3.58%(n=6)。该方法操作简便,分析快速,提取效率高,重现性好,有实用价值。
超高效液相色谱-质谱法;果蔬;吡氟甲禾灵
吡氟甲禾灵也称氟吡甲禾灵,商品名盖草能,是一种苗后选择性除草剂。此类除草剂属于脂肪酸合成抑制剂,芽后用于阔叶作物,如大豆、花生、棉花和甜菜等,可有效防除野燕麦、旱雀麦、马唐、牛筋草、早熟禾、稗草、罗氏草等。吡氟甲禾灵具有内吸传导性,杂草的茎叶接触吡氟甲禾灵后很快将其吸收并输导到整个植株,从而抑制茎和根的分生组织而导致杂草死亡,起到除草作用[1-3]。吡氟甲禾灵因具有选择性除草活性和对人畜高度的安全性而被广泛应用,主要作为某些高毒高残农药的替代品种在果蔬等作物上大量使用,但由于使用不当等原因往往会造成蔬菜水果等作物中残留量明显超标。
我国国家标准GB 2763-2012 《食品中农药最大残留限量》对吡氟甲禾灵的最大残留量作了相应的规定:吡氟甲禾灵在大豆、花生仁中的最大残留限量为0.1 mg/kg,在棉籽中的最大残留量为0.2 mg/kg,在甘蓝中的最大残留限量为0.2 mg/kg[4]。
吡氟甲禾灵的检测方法主要有气相色谱法(GC)[5-8]、气相色谱-质谱联用法(GC-MS)[9-11]、高效液相色谱法(HPLC)[12]、液相色谱-串联质谱联用法(LC-MS/MS)[13]和酶联免疫吸附分析法(ELISA)[14]。笔者建立了超高效液相色谱-串联质谱法(UPLC-MS/MS)检测果蔬中吡氟甲禾灵残留量的分析方法,采用超高效液相色谱进行分离,分离时间大大缩短,三重四级杆质谱检测器具有更高的灵敏度和分离度。
1 实验部分
1.1 主要仪器与试剂
超高效液相色谱-质谱联用仪:ACQUITY UPLC XEVO TQ型,美国Waters公司;
组织捣碎机:Retsch GM200型,德国Retsch公司;
高速离心机:TGL-16M型,长沙湘智离心机仪器有限公司;
氮吹仪:N-EVAP型,美国Organomation公司;
氨基固相萃取柱:Sep-Pak Vac型,美国Supelco公司;
旋转蒸发器:RE-52AA型,上海亚荣生化仪器厂;
超纯水机:明澈-D24UV型,美国Millipore公司;
吡氟甲禾灵标准品:纯度为99.5%,德国Dr. Ehrenstorfer公司;乙腈、甲醇、甲酸:色谱纯,美国Fisher公司;甲苯:优级纯,天津市科密欧化学试剂有限公司;
氯化钠:优级纯,天津市北辰方正试剂厂;
无水硫酸钠:分析纯,天津市北辰方正试剂厂,用前于650℃灼烧4 h,贮于干燥器中,冷却后备用;
吡氟甲禾灵标准溶液:1.00 mg/mL,精密称取吡氟甲禾灵标准品0.100 0 g于100 mL容量瓶中,用乙腈溶解并定容至标线,临用时用乙腈稀释至所需的浓度。
1.2 仪器工作条件
1.2.1 色谱条件
色谱柱:WATERS ACQUITY C18柱(50 mm× 2.1 mm,1.7 μm);进样体积:10 μL;柱温:40℃;流量:0.5 mL/min;流动相:0.1%甲酸水溶液和乙腈-0.1%甲酸混合液,梯度洗脱程序见表1。
表1 色谱梯度洗脱程序
1.2.2 质谱条件
电离模式:ESI+;扫描方式:多反应监测(MRM);毛细管电压:3.0 kV;离子源温度:150℃;脱溶剂气温度:450℃;锥孔流量:50 L/h;脱溶剂气流量:900 L/h;碰撞气流量:0.17 mL/min;母离子:m/z 434.1;子离子:m/z 316(定量),288;锥孔电压:25 V;碰撞能量:20,30 eV;
1.3 样品预处理
1.3.1 提取
取20 g样品(精确至0.01 g)于80 mL聚丙烯离心管中,加入40 mL乙腈,用组织捣碎机高速(15 000 r/min)匀浆提取1 min,加入5 g氯化钠,再匀浆提取1 min,以3 800 r/min转速离心5 min,取上清液20 mL(相当于10 g试样量),于40℃水浴中旋转浓缩至1 mL,待净化。
1.3.2 净化
加入高度约2 cm的无水硫酸钠于Sep-Pak Vac型氨基固相萃取柱中,置于下接鸡心瓶的固定架上。加样前先用4 mL乙腈-甲苯混合液(3+1)预洗柱,当液面到达硫酸钠的顶部时,迅速将样品浓缩液转移至净化柱上,并更换新鸡心瓶进行接收。再每次用2 mL乙腈-甲苯混合液(3+1)洗涤样液瓶3次,将洗涤液移入柱中。在萃取柱上装配50 mL贮液器,用25 mL乙腈-甲苯混合液(3+1)洗脱农药及相关化学品,合并于鸡心瓶中,于40℃水浴中旋转浓缩至近干。将浓缩液置于氮气吹干仪上吹干,迅速加入1 mL乙腈-水(3+2),混匀,经0.2 μm滤膜过滤,供UPLC-MS/MS分析。
2 结果与讨论
2.1 液相条件的优化
因吡氟甲禾灵在C18柱上的保留性强,所以选择C18柱进行分析。选择甲醇和乙腈作为有机相、水和0.1%甲酸水溶液作为水相,通过不同组合(甲醇-水、乙腈-水、甲醇-0.1%甲酸水溶液、乙腈-0.1%甲酸水溶液)进行试验,结果表明使用乙腈作为有机相、0.1%甲酸水溶液作为水相,可增强吡氟甲禾灵的电离并改善色谱峰形,提高峰的响应值,增加方法的灵敏度,且出峰时间大大缩短。因此最终确定乙腈和0.1%甲酸水溶液作为流动相。
2.2 质谱条件的优化
首先通过一级质谱全扫描得到吡氟甲禾灵的分子离子峰[M+H]+(m/z 434.1);然后调节毛细管电压、离子源温度、脱溶剂气温度、锥孔流量、脱溶剂气流量、锥孔电压,使吡氟甲禾灵分子离子峰的响应值达到最大;再对[M+H]+进行二级质谱分析,通过优化碰撞气流量和碰撞能量,确定m/z 434.1,316及m/z 434.1,288为特征离子对。因为m/z 434.1,288离子对的响应值较m/z 434.1,316低,灵敏度偏低,所以选择m/z 434.1,316为定量离子对,m/z 434.1,288为辅助定性离子对。
在最优色谱条件和质谱条件下,吡氟甲禾灵标准溶液的MRM图见图1。
图1 吡氟甲禾灵的标准溶液MRM图
2.3 线性关系和检出限
选择不含有吡氟甲禾灵的甘蓝为果蔬样品代表。准确称取20 g(精确至0.01 g)未添加吡氟甲禾灵的甘蓝匀浆液,准确加入吡氟甲禾灵标准溶液,使样品中吡氟甲禾灵的质量浓度分别为1.0,2.0,5.0,10.0,20.0,50.0 ng/mL,分别对该系列加标溶液进行UPLC-MS/MS分析,记录MRM图,计算色谱峰面积,以色谱峰面积为纵坐标,以各溶液的质量浓度为横坐标,进行线性回归。得到标准工作曲线线性方程为y=62.54x-9.894 5,相关系数r2=0.997 7,线性关系良好,符合方法学要求。
将吡氟甲禾灵标准溶液逐级稀释后,分别进行UPLC-MS/MS分析,记录MRM图中定量离子的信噪比,以3倍信噪比计算,得吡氟甲禾灵的检出限为1.0 ng/mL。
2.4 加标回收试验
选择不含吡氟甲禾灵的甘蓝,分低、中、高3个浓度水平,加入适量氟吡甲禾灵标准溶液,使样品中吡氟甲禾灵的添加量为0.125,0.25,0.50 μg/kg,每个浓度水平平行6份,然后按本方法进行提取和净化,按照色谱、质谱方法进样分析。加标样品的MRM图见图2,精密度试验和加标试验结果分别见表2、表3。由表2、表3可知,在0.125,0.25,0.5 μg/kg 3个添加水平下,甘蓝样品中吡氟甲禾灵测定结果的相对标准偏差为1.18%~3.58%(n=6),加标回收率在84.1%~88.6%之间,满足GB/T 27404-2008《 实验室质量控制规范食品理化检验》[15]中对检测重复性的要求。
图2 加标样品的MRM图
表2 精密度试验结果
表3 加标回收试验结果
3 结论
建立了超高效液相色谱-串联质谱联用检测果蔬样品中吡氟甲禾灵残留量的分析方法。样品经乙腈提取、SPE 净化后,背景值显著降低,定量检测灵敏度明显提高,满足农药最大残留限量的要求。同时,通过优化离子对的选择,较好地排除了基质干扰。该法可应用于果蔬中吡氟甲禾灵残留的定性与定量检测,为农药残留的监控和风险评估提供一种可靠的分析途径。
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[15] GB/T 27404-2008 实验室质量控制规范 食品理化检测[S].
我国食品检测技术发展迅速
随着人们生活水平的不断提高,人们的食品消费观念在逐渐变化,消费方式出现从家庭烹饪转向市场消费的趋势,导致食品安全隐患和风险逐渐增加。食品企业只有从根本上解决食品安全隐患才能获得国际市场的准入,实现我国食品的对外贸易。在这种要求下,食品检测技术必须要满足快速、方便、准确和灵敏的要求。
(1)农药残留的检测技术。农药残留一直是影响食品安全的主要因素,近年来,农药残留检测技术取得了很大的突破,出现了包括微波萃取法、超临界提取法、固相萃取法及加热溶剂萃取法等新的提取、净化、分离和检测技术,这些新的检测技术使得提取液中的杂质少,提取对象效率高,试剂耗费少,而且操作简单,检测质量高。
(2)兽药残留的检测技术。随着我国畜牧业的集约化和规模化的发展,兽药的使用范围越来越广,各种有利于促进畜禽生长的抗生素、磺胺药、激素等在畜牧养殖中广泛应用,这些兽药在促进畜禽生长,减少动物发病率的同时,也带来了兽药残留的问题。目前兽药残留成为肉食品安全的最大隐患。一些工业发达国家在20世纪80年代就已经建立了兽药残留检测体系,而我国的兽药检测体系尚不健全,起步较晚,但是近些年来我国政府在兽药检测方面加大了重视程度,而且取得了明显的进展,如通过试剂盒检测饲料中的超标污染物,以及在生猪屠宰时检测瘦肉精的含量等这种方法。
(3)重要有机污染物的检测技术。随着工业的不断发展,人们生存的环境受污染程度越来越严重,在工业生产过程中会产生很多有机污染物,这些污染物在我们的身边随处可见,尤其是垃圾焚烧过程更是产生了大量的诸如二噁英等严重危害人们身心健康的污染物。二恶英类物质大约有200多种,是一种高致癌性的物质,据科学检测得知,二恶英的毒性是砒霜的900倍,不仅毒性强,而且分析难度大,检测费用高昂。目前我国在二恶英检测方面已经建立了专门的检测机构和检测体系,在甲醛的检测方面也取得了突破,已经使用到了分光光度法、气相色谱法、液相色谱法等,这些检测方法设备操作简单,干扰度低,成本低,灵敏度高。
(4)生物性污染的检测技术。食品里面由微生物引起的主要食源性疾病有沙门氏菌病、螺旋杆菌病、肠出血性大肠杆菌及李斯特菌引起的感染性疾病,以及黄曲霉素引起的致癌性病变等。目前,以PCR为代表的分子生物学技术以及自动化仪器的迅速发展推动了微生物检测技术的进步,目前使用的酶联免疫试剂盒在食源性病毒的检测方面取得了明显的效果。
(5)转基因食品的检测技术。转基因食品因其安全性一直无法得知而无法得到市场的认可,美国作为转基因工程的研究大国,在国内禁止转基因作物的种植,而在我国,转基因食品大量存在于市场之中,2015年,湖北省层统计过全省有3/5的农产品为转基因食品,一度引起人们的恐慌。转基因食品的检测方法常见的有聚合酶链式反应和免疫分析法,实时荧光PCR检测技术及测试试剂盒的出现意味着我国在转基因食品检测方面突破了最大的难关。
(中国分析计量网)
快速细菌感染检测或降低抗生素的滥用
来自牛津大学的研究人员通过研究表示,利用5 min快速检测法或许可以降低治疗呼吸道感染的抗生素滥用现象,而且降低不必要的抗生素使用是目前全世界抑制抗生素耐药感染的关键方法,相关研究刊登于国际杂志The Lancet Global Health上。
这种快速检测方法可以检测患者血液中的C反应蛋白(CRP),CRP是细菌引发感染的标志物,低水平CRP可以提示机体的病毒感染,从而使得抗生素疗法或许可以免于进行。研究者在越南河内的10个主要的健康护理中心进行这项测试,同时研究者还对随机对检测或未检测CRP的2000名患者的抗生素使用记录进行了分析。结果表明,虽然患者临床恢复相同,但成年人和儿童的抗生素的使用情况也会发生明显下降,这项试验中研究者首次对资源匮乏地区的人群进行了调查,而且调查结果与欧洲进行的试验结果相似。
越南是世界上第十四个经济快速发展的国家,抗生素的无监管使用使得越南人对抗生素的耐药性异常敏感;而且感染性疾病依然是引发越南人死亡的主要原因,抗生素耐药性可以抵抗许多治疗感染性疾病的疗法;2014年WHO数据显示,社区和医院常见细菌的抗生素耐药性已经达到了全世界预警的水平了,因此开发快速诊断技术,降低不必要抗生素的使用或许是抵御抗生素耐药性的一种最佳的方法。
(中国分析计量网)
Determination of Haloxyfop-methyl Residue in Fruits and Vegetables by Ultra High Performance Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry
Wu Ting, Duan Yingyan, Tian Haijiao
(Shanxi Academy of Analytical Science, Taiyuan 030006, China)
A method for determination of haloxyfop-methyl residue in fruits and vegetables was developed by using ultra high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry(UPLC-MS/MS). The samples were extracted by acetonitrile firstly and the extracts were cleaned using Sep-Pak Vac-SPE column, the extracts were then separated by a WATERS ACQUITY C18column (50 mm×2.1 mm,1.7 μm) utilizing gradient elution with acetonitrile-0.1% formic acid. The linear relationship was fine in the concentration range of 1.0-50.0 ng/mL with r2of 0.997 7, the recoveries were in the range of 84.1%-88.6%, RSDs were in the range of 1.18%-3.58%(n=6). The method has the advantage of simple operation,rapid analysis, high extraction efficiency, good reproducibility and practical value.
ultra high performance liquid chromatography-mass spectrometry; fruits and vegetables; haloxyfopmethyl
O657.7
A
1008-6145(2016)05-0068-04
10.3969/j.issn.1008-6145.2016.05.018
联系人:武婷;E-mail: cau6281@126.com
2016-07-14