UPLC-MS/MS测定蔬菜中5种酰胺类农药的基质效应

屠雨晨，王明芳，彭力，黄华，唐佳妮

(浙江中科院应用技术研究院分析测试中心，浙江 嘉兴 314006)

酰胺类杀虫剂是近几年由Dupont公司从邻氨基苯甲二酰胺类化合物中筛选出来的广谱杀虫剂，对危害水稻、棉花等多种作物上的重要鳞翅目害虫具有较好的防治效果[1]。随着这些新型农药的广泛应用，其残留问题可能给农产品带来安全隐患[2]。为保障消费者健康和避免不必要的农业损失和国际贸易争端[3]，有必要建立这5种化合物残留的分析方法。然而，蔬菜样品在被检测的过程中往往会存在基质效应，导致检测结果与实际数值偏差变大[4]。美国临床实验室标准化委员会(NCCLS)认为，基质效应是除目标分析物以外，样品中其他成分对待测物测定值的影响[5]，根据衬底对响应值的不同影响，将基体效应分为基体增强效应和抑制效应[6]。基质效应的存在严重影响农药残留定量分析结果的准确性，因此，对基质效应进行评估，可指导方法改进并采取有效的基质效应补偿措施，保证检测结果的准确性[6]。目前，对于有机磷等常用农药在蔬菜中的基质效应有着广泛的探讨和研究[7-8]，但是针对蔬菜中酰胺类农药的基质效应的研究文献并未见报道。

本文采用QuEChERS样品前处理方法与UPLC-MS/MS分析检测方法有机结合，研究蔬菜种类、农药品种以及农药浓度对5种酰胺类农药基质效应的影响，以期获得液相色谱串联质谱法在酰胺类农残检测时数据精确性的影响结果，考察不同蔬菜基质标样能否合并使用的可能性。

1 材料与方法

1.1 仪器、试剂与材料

主要仪器有Acquity H超高效液相色谱-串联质谱仪(UPLC-MS/MS)，配电喷雾离子源(ESI)，均为美国Waters公司；D-9匀浆器(德国Miccra GmbH公司)；样品均质机(法国Robot Coupe公司)。

农药标准物质包括氯虫苯甲酰胺、溴氰虫酰胺和氟啶虫酰胺(纯度≥99%，北京曼哈格生物科技有限公司)，氟酰胺(纯度99.5%，上海阿拉丁生化科技股份有限公司)，氟吡菌胺(纯度90.0%±0.5%，德国DR)5种农药标准品。

主要试剂乙腈(色谱纯)、甲酸(色谱纯)和乙酸铵(色谱纯)均购于美国Fisher Scientific公司；无水硫酸镁(分析纯，上海安谱试验科技股份有限公司)；乙二胺-N-丙基硅烷(PSA)和十八(烷)基硅烷(C18)均购于上海安谱试验科技股份有限公司；试验用水符合GB/T 6682—2008规定的一级水。

样品。根据GB 2763—2016对蔬菜类别的分类，选取以下蔬菜：根菜类蔬菜(胡萝卜、甘薯、白萝卜)、茎菜类蔬菜(莲藕、马铃薯、冬笋、姜、茨菇、芋艿、荸荠)、叶菜类蔬菜(菠菜、茼蒿、甘蓝、洋葱、白菜、芹菜、包心菜、韭菜、大葱、大蒜)、花菜类蔬菜(金针菇、花椰菜、芥蓝、西蓝花)、果菜类蔬菜(黄瓜、冬瓜、番茄、南瓜、丝瓜、苦瓜、辣椒、茄子、豇豆、玉米、刀豆)等共35种蔬菜，将样品置于食品加工器中充分粉碎，制成待测样，冷藏保存。

1.2 试验条件

1.2.1 样品前处理

试验使用QuEChERS方法对35 种目标物进行提取和净化。称取40 g试样(精确至0.01 g)放入250 mL离心管中，加入40 mL乙腈，在匀浆机中高速匀质3 min后加入20 g无水硫酸镁，再匀质3 min，将离心管放入离心机中，3 000 r·min-1离心5 min。分取上层清液15 mL用于净化处理。

试验选择100 mg PSA和100 mg C18这2种吸附剂作为净化材料对提取液进行净化，将所取上清液分别置于已装有QuEChERS填料(PSA、C18和无水硫酸镁)的15 mL带盖聚四氟乙烯离心管中，涡旋剧烈振荡30 s后以3 000 r·min-1离心5 min，取1 mL上清液过0.22 μm滤膜待测。

1.2.2 基质效应实验

分别用1.2.1节处理后的不同蔬菜基质液将10.00 mg·L-1的5种混合标准储备液配制成质量浓度为0.05和0.15 mg·L-1的基质配制标准溶液，每种基质做3组平行，以基质标准溶液和溶剂标准溶液的目标物峰面积相对比值评价基质效应。

1.2.3 色谱条件

本试验所使用的色谱柱为Waters BEH C18(1.7 μm，2.1×100 mm)；柱温35 ℃；流速为0.3 mL·min-1；根据5种酰胺类农药的不同特性，选择合适的流动相以及梯度洗脱条件。本试验采用2 mM乙酸铵(A相)和乙腈(B相)作为流动相，梯度洗脱条件如表1所示。

表1 液相色谱梯度洗脱条件

1.2.4 质谱条件

采用电喷雾(ESI)正离子模式扫描采集数据；多反应监测(MRM)；离子源电压3KV；脱溶剂气流速800 L·h-1；反吹气流速50 L·h-1，其他质谱条件参数详见表2。

表2 5种酰胺类农药的质谱检测参数信息

注：*定量离子对。

2 结果与分析

2.1 绝对基质效应的评价

基质效应是指样品中除了目标分析物以外的其他成分对待测物质量浓度的影响，即基质对分析方法准确性的干扰。

当ME(100×基质中分析物的峰面÷纯溶剂分析物的峰面)>100%时，表明该基质对目标化合物存在基质增强效应；相反ME<100%时，表明该基质对目标化合物存在基质抑制现象。当|ME-1|≤20%时，其数值在误差范围之内，可以认为该基质没有基质效应；若|ME-1|处20%～50%，则表明该基质有中等基质效应；|ME-1|>50%，说明基质效应较强，且表现为基质对分析物的响应强度增强。比较5种酰胺类农药的基质响应相对强度(ME)，依此对每个农药作图，得到35种基质中5种农药的ME图。

2.2 农药总离子流色谱图

在1.2.3节的色谱条件下，5种酰胺类农药混合标准液(浓度为0.05 mg·L-1)的总离子流色谱图如图1所示。出峰顺序依次为氟啶虫酰胺、溴氰虫酰胺、氯虫苯甲酰胺、氟吡菌胺和氟酰胺。5个农药峰无互相叠加、干扰，均得到较好的分离。

2.3 蔬菜种类对基质效应的影响

根据GB 2763—2016对蔬菜类别的分类，将35种蔬菜分为根菜类、茎菜类、叶菜类、花菜类和果菜类5个种类。基质效应是由于内源性物质与被分析物一同流出造成的，这些物质与分析物共同流出喷雾针，对电荷产生竞争，影响分析物的雾化和挥发，导致最终进入质谱的离子减少或增强，从而产生基质抑制或增强效应[9]。将35种蔬菜基质配制成质量浓度为0.05和0.15 mg·L-1的农药标准品，并将蔬菜基质效应结果分为2组。检测结果如图2所示，根据2.1节中提及的绝对基质效应评价方法，在同浓度同种农药的情况下，以氟啶虫酰胺和叶菜类蔬菜为例，洋葱和大蒜的基质效应最强，呈基质抑制效应。由于该类样品在搅碎制备的过程中会释放出具有特殊气味且不易被除去的硫化物，在质谱检测中会产生严重的基质效应，影响检测结果[10]。然而，同属于叶菜类的菠菜却无明显的基质效应产生。丝瓜呈基质增强效应，然而当|ME-1|≤20%时，数值在误差范围内，可认为该基质没有产生基质效应[11]。所以本试验的35种基质均呈不同程度的基质抑制效应或未产生明显的基质效应。

图1 5种酰胺类农药的总离子流色谱

图2 不同浓度下酰胺类农药在35种蔬菜基质中的基质效应

2.4 农药种类和浓度对基质效应的影响

将添加0.05和0.15 mg·L-1的35种蔬菜在同种农药中的基质效应进行比较，结果如图3～4所示。根据2.1中提及的绝对基质效应评价方法可得出，35种蔬菜在农药浓度为0.05 mg·L-1时的基质效应大于或等于0.15 mg·L-1的基质效应。但以辣椒、菠菜、包心菜和丝瓜作为基质时，农药浓度为0.15 mg·L-1时的基质效应反而高于0.05 mg·L-1。相比较而言，氟啶虫酰胺在35种蔬菜中受到的基质效应最强。邵康群等[7]在蔬菜中加入不同梯度的有机磷农药，结果显示，基质效应变化并不随农药浓度升高而增强，有些农药表现出增强，有些则减弱，有些几乎不影响，并无明显规律可循。本试验结果表明，不同酰胺类农药的基质效应存在差异，改变农药浓度会对基质效应产生一定的影响，有规律可循。

图3 氟酰胺等农药在2种浓度下对不同蔬菜的基质效应

图4 氟啶虫酰胺农药在2种浓度下对不同蔬菜的基质效应

3 小结

本试验选取5种酰胺类农药，采用QuEChERS样品前处理方法与UPLC-MS/MS分析检测方法有机结合定量分析和研究农药在35种蔬菜中的基质效应。试验结果显示，所选的5种酰胺类农药在35种蔬菜基质中均产生基质抑制效应或未产生明显的基质效应，由此可推断出基质效应与蔬菜类别无直接关系，而是与蔬菜本身有关，不同酰胺类农药的基质效应存在差异性，改变农药浓度会对基质效应产生一定的影响，有规律可循。由于基质效应的复杂性，在实际的分析检测过程中很难找到一种统一的方法来抵消基质效应的影响。

本文通过分析蔬菜种类、农药种类及农药浓度对基质效应的影响，对实际分析检测中基质效应的评估提供依据。在实际检测工作中，对于基质效应较强的化合物，最好对基质进行分类检测或基质校正，这样能大大减少基质效应的干扰，更好地保证结果的准确性。或者在可靠的测试结果前提下，对农药进行稀释，选取一种或几种基质作为代表，在简化前处理流程的同时还能保证数据的可靠性与准确性。