GC-MS/MS法测定水产品中残留硫丹及代谢物

王永芳，王利强，娄婷婷，方国臻

（1.天津科技大学，天津300457；2.天津出入境检验检疫局，天津300461）

GC-MS/MS法测定水产品中残留硫丹及代谢物

王永芳1，2，王利强2，娄婷婷2，方国臻1

（1.天津科技大学，天津300457；2.天津出入境检验检疫局，天津300461）

建立水产品中α－硫丹、β－硫丹及硫丹硫酸盐残留量的分析方法。样品经乙腈溶液提取，浓缩后过凝胶柱净化，以选择反应监测离子（selected reaction monitoring，SRM）方式进行气相色谱－三重四极杆质谱联用法（gas chromatography－triple quadrupole mass spectrometer，GC－MS/MS）分析，采用外标法定量。硫丹在0.004 μg/mL～0.5 μg/mL范围内线性关系良好（R2＞0.999），该方法的定量检出限为0.004 mg/kg，回收率为73.6%～96.2%，相对标准偏差为3.2%～7.2%。

α－硫丹；β－硫丹；硫丹硫酸盐；气相色谱－三重四极杆质谱联用法（GC－MS/MS）；水产品

硫丹（endosulfan）是一种含硫的有机氯农药，又名赛丹、硕丹、安杀丹等。硫丹分为两种同分异构体：α－硫丹和β－硫丹，微溶于水，遇酸碱分解，硫丹的代谢物通常是以硫酸盐的形式存在于自然界中，20世纪50年代中期硫丹初次进入市场，其主要作为禾本科、棉花、蔬菜、果树、观赏树木和茶叶等植物的杀虫剂[1]。硫丹为高毒有机氯杀虫剂，主要损害中枢神经系统的运动中枢、小脑、脑干以及肝、肾、生殖系统等，可引起惊厥，对人有致突变和致癌作用。有研究表明，硫丹具有雌激素作用，是一种环境内分泌干扰物[2－3]，由于其剧毒性、生物蓄积性和内分泌干扰素作用，已经在50多个国家被禁止使用，主要包括欧盟、一些亚洲和西非国家。根据硫丹对环境的威胁，被列为持久性有机污染物[4－6]，被考虑纳入斯德哥尔摩公约中禁止在全球使用和制造[7]，并于2011年4月25日至4月29日在瑞士日内瓦召开的“关于持久性有机污染物（persistent organic pollutants，POPs）的斯德哥尔摩公约第五次缔约方大会”中被正式纳入公约中。农业生产中不合理使用，雨水冲刷、淋溶及农药厂污水的任意排放等，使硫丹进入河流、湖泊、海洋等水生生态系统，对水生生物的生存及人类健康构成潜在威胁。国际上提高了对硫丹检测的关注度，包括硫丹对水生生物生殖毒性[8－9]的研究，对农产品及环境[10－11]的研究。2006年我国输日水产品中硫丹超标后，研究建立了相应的标准[12]和多种检测方法，主要为气相色谱检测法[13－16]、单级质谱法[17－19]，参考了国内外对食品中硫丹残留最低限量要求以及上述多种检测方法，本文建立了气相色谱－三重四极杆质谱联用（gas chromatography－triplequadrupole mass spectrometer，GC－MS/MS）法，检测水产品中残留的硫丹及其代谢物

1 实验部分

1.1 主要仪器和试剂

质谱仪器：TSQ8000质谱仪（赛默飞世尔科技）；Trace1310GC气相色谱仪，配AI1310自动进样器（赛默飞世尔科技）；色谱柱：TG－5MS15m×0.25mm×0.1μm毛细管色谱柱（赛默飞世尔科技）；旋转蒸发仪：布奇公司。

试剂：α－硫丹（alpha－Endosulfan），β－硫丹（beta－Endosulfan），硫丹硫酸盐（Endosulfan sulfate）（纯度≥99.0%）：德国Dr.Ehrenstorfer公司。乙腈、乙酸乙酯、环己烷（均为色谱纯）：默克股份两合公司。凝胶：Bio－ BeadsS－X3 200目～400目，凝胶层析拄：将上述凝胶用乙酸乙酯－环己烷（1∶1，体积比）溶胀，湿法装入柱长20 cm、内径2.0 cm具活塞玻璃层析柱，柱底垫少许玻璃棉。上样前用洗脱液淋洗一个柱体积。

1.2 方法

1.2.1 样品的提取

称取20.0 g水产品试样于100 mL具塞三角瓶中，加入50 mL乙腈溶液，匀浆1 min，加入5 g～7 g氯化钠，再匀浆1 min，静置5 min。取25 mL上清液于旋转蒸发瓶中，浓缩近干，加入2 mL乙酸乙酯－环己烷（1∶

1，体积比），待净化。

1.2.2 样品的净化

将上述待净化浓缩液上到预洗过的凝胶层析柱，用乙酸乙酯－环己烷（1∶1，体积比）溶液洗脱，弃去0～35 mL流分，收集35 mL～70 mL流分，浓缩近干，用正己烷定容至5 mL，留待GC－MS/MS分析。

1.2.3 气相色谱－质谱条件

色谱柱：TG－5MS柱，30 m×0.25 mm×0.25 μm，载气：氦气，纯度不低于99.999%，流速：1.2 mL/min；柱温：90℃保持5 min，以25℃/min速度升至180℃，再以5℃/min升至280℃，再以10℃/min升至300℃，保持5 min；进样口温度：280℃；进样方式：不分流进样，1.5 min后开阀；进样量：1 μL；电离方式：电子轰击离子源（EI源）；色谱－质谱接口温度：280℃；离子源温度：300℃；溶剂延迟时间：3 min；监测方式：选择反应监测模式（SR M），定性离子对、定量离子对和碰撞气能量见表1和图1。

表1 选择离子和保留时间Table 1 Selected ions and retention time

图1 α-硫丹、β-硫丹和硫丹硫酸盐的二级质谱图Fig.1 MS/MS spectrum of α-endosulfan and β-endosulfan and endosulfan sulfate

2 结果与讨论

2.1 质谱的选择及条件优化

当前，关于水产品及食品中硫丹残留量的测定方法多为气相色谱法和单极质谱选择离子技术，对于现在越来越复杂的基质样品进行微量残留物分析，采用上述方法检测，出现假阳性的几率较大。采用气相色谱法进行检测时，由于基质中的干扰物和要检测的目标物在同一时间出峰，导致假阳性出现；采用单级质谱法进行检测，基质中的干扰物和目标物的特征离子有可能完全相同，且丰度比相似，在此情况下，可以通过目标物的保留时间进行定性，然而在基质的影响下，样品中的目标物的保留时间可能发生偏离，此时该方法易导致错误结果，定性信息不足、目标物保留时间偏离，易导致检测结果假阳性。采用气相色谱－三重四极杆质谱联用（GC－MS/MS）法，SRM扫描模式，确定母离子、子离子后，对子离子再进行选择离子监测，这种模式抗干扰能力比SIM模式更强，避免上述错误信息的出现，避免假阳性报告。按照仪器中的AutoSRM优化软件，第一步确定保留时间和母离子，第二步确定子离子，第三步优化SRM、SRM参数优化分为两步，Full Range优化是其中的第一步。该步优化的实质是寻找一个相对粗糙的碰撞裂解能量值（CE）。在进行优化时，软件会以子离子优化时选出的某个能量值（10、20、30）为中心，以步长为5的能量间隔赋予该离子10个碰撞裂解能量值（CE）进行自动优化。该步优化完成后，逐一挑选每一子离子对应的合适能量（通常响应强度最强的即为最佳能量）。Targeted是SRM优化的第二步，也是最后一步。该步优化的实质是寻找一个相对精确的碰撞裂解能量值（CE）。在进行优化时，软件会以Full Range优化时选出的某个碰撞裂解能量值（CE）为中心，以步长为2的能量间隔赋予该离子10个碰撞裂解能量值（CE）进行自动优化。优化后的SRM参数即表1所列内容。

2.2 前处理条件的选择

选择丙酮、石油醚、正己烷、乙腈4种试剂进行样品提取试验，由于某些水产品中脂肪含量较高，丙酮、石油醚、正己烷以及它们的混合溶剂能很好地溶解并提取硫丹，但同时也把样品中的脂肪提取出来，不利于下一步的净化上机处理，而乙腈对脂肪的溶解性差，又能很好地溶解提取硫丹，所以提取剂选择乙腈。净化方式比较了GPC法、Florisil固相萃取柱、凝胶层析柱法3种方法，GPC法试剂耗用量高，处理时间长，仪器费用相对较高，可以自动操作；Florisil固相萃取法，填料容量有限，影响去脂效果；凝胶层析柱设备简单、填料容量大，能更好地净化脂肪，操作方便、能重复使用，降低成本，综合比较，净化方法选择凝胶层析柱。

2.3 方法的线性范围、检出限

按照前处理方法及仪器条件，在选择的水产品的空白基质中添加0.004 mg/kg～0.5 mg/kg范围水平进行试验，曲线线性关系较好，相关系数R2大于0.999，根据3倍信噪比测得3种物质的检出限为0.001 mg/kg，10倍信噪比定为定量限为0.004 mg/kg，具体结果见表2。

表2 方法的线性回归方程、相关系数Table 2 Linear equations and correlation coefficients of the method

2.4 方法的回收率和精密度

选择巴沙鱼、海虾两个不含硫丹的空白样品添加4、8、20 μg/kg低、中、高3个水平的硫丹进行平行测定6次，平均回收率在73.6%～96.2%，相对标准偏差为3.2%～7.2%，具体结果见表3。硫丹标准色谱图和空白海虾色谱图，如图2所示。

表3 方法的平均回收率和精密度（n=6）Table 3 Recovery and precision of the method（n=6）

图2 α-硫丹、β-硫丹和硫丹硫酸盐标准溶液及空白海虾基质中α-硫丹、β-硫丹和硫丹硫酸盐的色谱图Fig.2 Chromatography of α-endosulfan and β-endosulfan and endosulfan sulfatestandard solution，α-endosulfan and β-endosulfan and endosulfan sulfate blank sea shrimp matrix solution

3 结论

本文建立了气相色谱－三重四极杆质谱联用法（GC－MS/MS）法检测水产品中残留的硫丹及代谢物方法，前处理选择易于目标物提取的乙腈试剂，净化方法选择去脂效果好，易于操作，成本低的凝胶层析柱净化，仪器选择了串联质谱法，有效的降低了基质干扰影响，避免假阳性报告，提升了分析检测结果的准确性，该方法回收率为73.6%～96.2%，相对标准偏差为3.2%～7.2%。用该方法对市场抽取的20份海产品进行检测，5份巴沙鱼均未检出，10份海虾均未检出，5份鲶鱼中有2份检出硫丹硫酸盐，该方法灵敏度，稳定性完全能满足进出口水产品中硫丹及其代谢物的检测要求。

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Determination of Residues of Endosulfan and Its Metabolite in Aquatic Products by GC-MS/MS

WANG Yong－fang1，2，WANG Li－qiang2，LOU Ting－ting2，FANG Guo－zhen1
（1.Tianjin University of Science and Technology，Tianjin 300457，China；2.Tianjin Entry－Exit Inspection and Quarantine Bureau，Tianjin 300461，China）

A GC－MS/MS method was established to analyse residues of α－endosulfan，β－endosulfan and endosulfan sulfate in aquatic products.Samples were extracted by acetonitrile，concentrated and cleaned up with gel chromatographic column，and analysed by GC－MS/MS with selected reaction monitoring（SRM）mode and quantified by an external standard method.Each compound showed a good linear relationship over the concentration range of 0.004 μg/mL－0.5 μg/mL（R2＞0.999），the limit of quantitation（LOQ）of the method was 0.004 mg/kg，with the recovery between 73.6%and 96.2%，and RSD between 3.2%and 7.2%.

α－endosulfan；β－endosulfan；endosulfan sulfate；gas chromatography－triple quadrupole mass spectrometer GC－MS/MS；aquatic product

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.10.036

2017－02－17

王永芳（1985—），女（汉），工程师，学士，研究方向：食品检测。