一种基于气相色谱质谱联用的肉制品中农药残留检测方法的开发与研究

张宏博 王 岩 郭 莉 范 鑫 阿拉坦朝格兰 郑玉山

内蒙古自治区食品检验检测中心 内蒙古呼和浩特 010090

近年来，随着农药在农业生产中的广泛使用，越来越多的科研人员将研究重点转移到了食品中农药的残留上来[1]。郎爽、魏岩等人多次分析了喷洒了农药的农业土地中含有残留物质所采用的研究方法，实验中所检测的多种土质中存在的相关农药的回收后都有很好的体现，该方法已经在现实生活中使用[2]。蒋俊树等人建立气质联用法在同一时间检测了茶类产品中所存留下的药品，证实了其具有较高的灵敏度[3]。

恶霜灵、三氯杀螨醇、生物苄呋菊酯和γ-666为农业上较长见的杀菌药品，可用于防治黄瓜、葡萄、樱桃、蔬菜等植物，如霜霉病、枯萎病等，它也可用于治疗不同类型的继发疾病，如褐斑病和黑腐病等[4]。随着农药在饲料中的大量使用，其在肉制品中的残留也不可忽视[5]。随着人们生活水平的提高，肉制品的品质越来越受到人们的重视[6,7]。然而，大部分研究都集中于肉的理化品质[8]和食用品质[9,10]，对肉制品的安全品质大多集中于肉的掺杂掺假[11]和兽药残留[12]，而对肉制品中的农药残留的相关研究却少之又少。

当前，检测食物中农药残留技术陆续的被研究、扩展和完善，一些高超的技术、新工艺也频繁地被发明出来，例如，纳米生物检测技术、微流控技术、分子印迹检测技术，但最广泛使用的农业药品剩余物检测技术是色谱检测技术和生化检测技术[13]。因此，本文在色谱检测技术的基础上，通过改进部分检测条件，利用气相色谱-质谱联用方法对肉制品中恶霜灵、三氯杀螨醇、生物苄呋菊酯和γ-666四种较常见农药残留进行检测，并与相关国家标准进行对比，最终优化相关的检测方法，为肉制品中农药残留的检测方法的开发提供一定的理论和试验依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 样品来源

样品于2017年11月和2018年8月分别从内蒙古锡林郭勒盟苏尼特左旗和苏尼特右旗采集，共采集6个苏木/嘎查/村24只活羊。屠宰场屠宰后取背最长肌5 000g冷冻带回储存。

1.1.2 试剂

农药标准品：恶霜灵，浓度(ug/mL)99.5；三氯杀螨醇，浓度(ug/mL)99.0；生物苄呋菊酯，浓度(ug/mL)99.0；γ媚-666，浓度(ug/mL)98.6。农业标准品来源均为Dr.Ehrenstorfer GmbH，定容体积(mL)均为100。

辅助试剂：Acetonitrile，规格色谱纯，来源Fisher公司；Sinchers提取盐包，规格色谱纯，来源Quechers Extract Pouch EN Method。

1.1.3 设备和耗材

实验设备：绞肉机，型号GM200，厂家Retsch GobH；电子天平，型号ME204E，厂家梅特勒-托利多；高速离心机，型号Avanti J-26S XP，厂家BECKMAN COuLTER；气相色谱仪，型号ISQ-LT，厂家Thermo ISQ-Trace 1300。

试验耗材：Sinchers固相萃取柱，规格900mg Na2SO4、150mg PSA、150mg C18、Cat.No:112-9669-153，品牌AnyBond安邦健合；色谱柱，规格0.25m×0.25mm×30m，品牌Agilent DB1701。

1.2 方法

1.2.1 农药标准溶液的配制

分别称量恶霜灵农标准品0.01024g，三氯杀螨醇农药标准品0.01004g，生物苄呋菊酯农药标准品0.01027g，γ-666农药标准品0.01024g，用Acetonitrile作为定容试剂。

恶霜灵、三氯杀螨醇、生物苄呋菊酯、γ-666四种农药的标准储备液浓度如表1所示。

将这些储备液按照一定的浓度混合成新的储备液，将储备液的瓶口用锡纸和封口膜封住放在温度为4℃的冰箱中保存。

表1 农药标准溶液的配制

1.2.2 内标溶液的配制

准确的称取Heptachlor epoxide试剂，然后用Acetonitrile溶解，放在100mL容量瓶中。内标溶液的配制如表2所示。

表2 内标溶液的配制

1.2.3 样品前处理

精密称取经预处理的羊肉样品1g于50mL离心管中，精密吸取400uL Heptachlor epoxide内标储备液(35ug/mL)加入样品中，加入10mL去离子水，摇晃使样品充分溶解。然后加入10mL Acetonitrile，用旋涡机高速下旋涡2min，超声波清洗机超声20min。向离心管中加入sinchers酸性盐包，剧烈振荡，冷却后5 000rpm高速离心5min，离心管中加入sinchers固相柱，按压至Acetonitrile层全部进入收集管中，过0.45um有机滤膜后进行GC-MS分析。

1.2.4 仪器条件

1.2.4.1 GC条件

色谱柱类型：超低流失毛细管色谱柱。

色谱柱型号：DB-1701。

柱膜厚：25cm。

柱内径：0.025cm。

柱长：3 000cm。

载气类型：He。

载气流速：1.2mL/min。

进样口的温度为280℃，载气为He，每次进入1uL，不分流进样。

仪器程序升温如表3所示。

表3 仪器程序升温

1.2.4.2 MS条件

传输线温度280℃，离子源温度250℃，数据采集方式SIM。

定性方法：本实验利用保留时间结合利用美国国家标准与技术研究院图谱库两种方法协助定性。

表4 分析农药标准品所需的相关数据

定量方法：利用SIM对试样进行观察，然后通过样品校正后峰面积的大小与之前配制的标准浓度溶液的比值经过仪器做出相关的数学关系图，如果检测的试样中存在所要分析的目标物质而且其浓度也在国家所规定的浓度区间内，就可以通过此种方法对目标物质按照其含量和浓度准确的分析计算。

分析农药标准品所需的相关数据如表4所示。

2 结果与分析

2.1 标准曲线、回收率及线性范围

本方案在更新了多种检测条件后的恶霜灵、三氯杀螨醇、生物苄呋菊酯和γ-666四种农药标准品的标准曲线、线性方程、相关系数、回收率见表5。

表5 标准曲线、线性范围及回收率

结果显示，恶霜灵、三氯杀螨醇、生物苄呋菊酯和γ媚-666四种农药标准品的相关系数均在回收率80%～120%区间内，表明该检测方法适合检测这四种农药。

2.2 检出限和精密度

本设计方案在更新了多种实验条件的性质下分析了恶霜灵、三氯杀螨醇、生物苄呋菊酯和γ媚-666四种农药标准品的检出限和精密度(RSD)。其中，RSD是指用一模一样检测方法多次对同一种试样中的所需物质进行检测，经过重复检测后复现性的频率，RSD越小精密度越高。

因为所要检出物质的存在量是非常小的，所以本方案以可检出的限量为GC-MS法的评价规定，可检出物质的量是所要检测的物质，由电信号转换成谱图后的峰面积的高度与通过噪声检测出的电信号转换的峰的高度之比如果>3，则说明所要检测的物质有一定量的测出，如表6所示。

表6 样品检测结果

图1 Oxadixyl标准谱图 RT：29.81min

图2 Dicofol标准谱图 RT：21.49min

图3 Bioresmethrin标准谱图 RT：27.66min

图4 γ-666标准谱图 RT：17.88min

结果显示，苏尼特羊肉中恶霜灵、三氯杀螨醇、生物苄呋菊酯和γ媚-666的检出限远远低于标准检出限，符合标准要求，即算作没有农药残留被检测出来。四种农药的相对标准偏差在个规定区间内，该检测的准确度好，显示该研究方法对此实验适用。

2.3 气相色谱的条件分析

优化的实验条件有色谱柱的进样量、样品进入仪器的方式、样品进样式所需的温度以及温度不断升高时的速率。

2.3.1 色谱进样方式

试验肉样中实际上是含有极少药品存留下来的，如果把样品通过多个通道进入到仪器中，一多半待检测的物质在进入仪器时会被仪器感受不到，灵敏度可能会下降很多，所以采取让样品从同一个通道进入仪器中，进入的时间为1.5min。

2.3.2 柱流量的优化

样品产生的谱图的峰形状会受到样品在进入到色谱柱后不同速度的流速影响，如果进入时的速度很小就会导致谱图上峰变成又低又宽的样子，如果速度太大又会造成柱中原来固定存在的物质被冲流走，这些都是造成仪器对样品分离时的影响因素，本实验采用的柱中样品的流速为1.2mL/min。

2.3.3 进样口温度

样品通过进样口进入时的温度既要使样品中所要检测的物质在这个温度可以沸腾气化又要使送样品进入的柱子不能在这个温度下发生变化。以恶霜灵为例，以250℃为最开始的温度，逐步升高10℃，分析其相对应数值的变化，依据数值在其中挑选出最好的进样温度，本实验的进样温度为280℃。

表7 进样口温度与响应值

2.3.4 进样体积

衬管可以控制样品进入仪器量的多少，进入量太大时，样品发生汽化后的体积就会超过衬管固定的容纳量，因此会使所要检测的主要物质发生流失，而且样品如果进入仪器太多会给色谱柱增加太大的负担，给实验带来不良后果。进入的体积比正常的少时，则所要检测的物质的绝对进入量要比原来小很多，实验的检出范围就会受到一定的影响。本实验的样品进入仪器的体积为1uL。

2.3.5 升温速度

仪器中所设置的温度上升装置是非常有利于所要检测的物质进行全部分离，不一样的速度下升高温度对检测的试样也有大不相同的分离能力。依据所要检测试样的性质不同，对温度进行设置时要参考其分离度和信噪比。本设计的最后加热程序是，柱的温度首先是40℃，保持时间是60s，30℃/min的温度被加热到130℃，然后在5℃/min加热至250℃，最后从10℃/min升温至270℃，持续时间300s。

2.3.6 色谱柱

食品中药品残留的检测经常采用的毛细管色谱柱有两种型号(DB-5MS和DB-1701)，为了使实验不受色谱柱因素控制，选用新的DB-1701型号为本方案的检测柱。

2.4 质谱条件的优化

对所研究的这几种药品的标准液体进行扫描，获得这几种药品的图谱。然后采用选择性离子监测模型筛选这四种药品的特征离子，然后对试样检测研究。

2.4.1 定性分析

实验的定性分析遵循两条原则：一是试样在图谱上出现峰的时间与药品标准品峰出现的时间共同在所规定的检测区间内；二是所检测的离子都可以被检出而且对离子定性和定量分析后的丰度比不超出所规定的标准区间。

2.4.2 定量方式

定量方式包括外标法和内标法，外标法有非常广泛的使用范围，但由于样品在自动进入检测仪器的时候会出现一系列不稳定反应，因此造成实验的最终结果出现偏差，所以采用内标法定量。

内标法最重要的就是内部标记物，在对内部标记物进行选择时，要考虑实验设备是否对内部标记物灵敏，内部标记物是否对实验设备有较好的反应，内部标记物的色谱峰需和样品的色谱峰分开，而且内部标记物的出峰时间要和待检测的物品的出峰时间相接近，内部标记物要与目标物的化学性质类似，内部标记物与色谱柱里的固定相发生有关反应。本次使用环氧七氯作为内部标记物。

3 结论

通过使用超低流失毛细管色谱柱，调节进样口的温度为280℃，载气He每次进入1uL且不分流进样。MS传输线温度为280℃、离子源温度为250℃、数据采集方式为SIM可以实现对羊肉进行农药恶霜灵、三氯杀螨醇、生物苄呋菊酯和γ-666的精确测定。