荔枝中166种农药残留快速检测分析的方法研究
2019-08-31刘文聪
刘文聪
(惠州仲恺高新技术产业开发区农业技术服务中心,广东惠州 516006)
荔枝,与龙眼、香蕉、菠萝一同号称“南国四大果品”。分布于中国的西南部,南部,东南部,享有果中珍品的美誉。荔枝在种植过程中易受到荔枝霜疫霉病、炭疽病等病害以及蒂蛀虫、蝽象、龟背天牛等虫害[1]。为保证荔枝的产量和品相,种植户会使用各种农药用于防治病、虫、杂草对荔枝危害不可缺少的物质。但农药残留对环境,作物以及人的身心健康都危害极大[2-3]。因此,有效地检测和控制荔枝中农药残留量,不仅关系到人民群众的身体健康,而且对提高农民收入以及农业的可持续发展都有着极其重要的意义。
目前,国内对农产品中农药残留的测定,普遍采用气相色谱法(GC)[4-7]、高效液相色谱法(UPLC)[8-10]、气相色谱-质谱法(GC-MS)[11-12]、高效液相色谱-串联质谱法(HPLC-MS/MS)[13]以及气相色谱-串联质谱法(GC-MS/MS)[14-15]。GC-MS/MS弥补了GC和GC-MS在定性方面的缺陷,具有定性准确,排除干扰能力强,适合分析复杂样品的优点,辅以程序升温进样技术(PTV),灵敏度得到了大大的提高。但对于吡虫啉、克百威等热不稳定的农药,需要UHPLC-MS/MS进行检测。本方法研究提出采用快速、简单的QuEChERS前处理方法,对样品进行了提取和净化,运用超高效液相色谱-串联质谱(UHPLC-MS/MS)以及程序升温进样-气相色谱-三重四级杆串联质谱(PTV-GC-MS/MS)同时测定荔枝中166种农药残留量。本方法具有前处理简单、快速、可靠、安全以及干扰少等优点,在实际检测工作中应用良好,具有重要意义。
1 试验部分
1.1 仪器与试剂
仪器:美国安捷伦 UHPLC-MS/MS G6460 超高效液相色谱串联质谱仪;日本岛津GC-MS/MS TQ8040三重四级杆气相色谱串联质谱仪,配有程序升温进样口(PTV)及电子轰击源(EI);德国IKA MS3涡旋振荡器;中国湘仪TDZ5-WS 多管架自动平衡离心机;德国赛多利斯BS224S型电子天平:感量0.1 mg。
标准物质:166种农药标准品浓度均为1000 mg/L,均购自农业部环境质量安全监督测试中心或农业部环境保护科研监测所,内标物环氧七氯浓度为100 mg/L,购自农业部环境保护科研监测所。
试剂与耗材:乙腈:色谱纯;氯化钠:分析纯;美国安捷伦QuEChERS净化管:含100 mg N-丙基乙二胺(PSA)、50 mg 十八烷基硅烷(C18)、150 mg无水硫酸镁;微孔滤膜:0.22 μm。
1.2 仪器条件
1.2.1 色谱条件
UHPLC-MS/MS:色谱柱:C18,50 mm×2.1 mm,1.8 μm;柱箱温度:40℃;进样体积:8 μL;流动相:A相:0.1%甲酸水溶液(含10 mmoL/L乙酸铵),B相:乙腈;梯度洗脱程序:见表1。
表1 UHPLC-MS/MS梯度洗脱程序
GC-MS/MS:色谱柱:Rxi-5SilMS,30 m×0.25 mm×0.25 μm;柱箱温度:40 ℃保持4 min,然后以25℃/min升温至125℃,再以10 ℃/min升温至300℃,保持7 min;进样方式:分流进样;进样口程序:65 ℃保持1 min,然后以200℃/min升温至250℃保持16min;进样量:2 μl;流速:1.0 ml/min。
1.2.2 质谱条件
UHPLC-MS/MS:离子源:ESI,多反应监测(MRM),正离子模式;干燥器温度:280 ℃;干燥器流量:9 L/min;雾化气:40 psi;鞘气温度:350 ℃;鞘气流速:11 L/min。
GC-MS/MS:离子源:EI,多反应监测(MRM),离子源温度:230 ℃;接口温度300 ℃;碰撞气:氩气;监测方式:电子轰击源(EI),多反应监测(MRM)。
1.3 前处理方法
1.3.1 提取
称取10 g试样(精确至0.01 g)于50 ml塑料离心管中,加入10 μl环氧七氯内标溶液,混匀,加入10 ml乙腈,用匀质器在10000 r/min匀浆提取1 min,加入4~6 g氯化钠,再匀浆30 s,将离心管放入离心机,在4000 r/min离心5 min,取上清液,待净化。
1.3.2 净化
取上述上清液1.5~2 ml于QuEChERS净化管中,涡旋震荡30 s,将离心管放入离心机,在4000 r/min离心5 min,各取上清液0.5 ml,用于UHPLC-MS/MS及 GC-MS/MS测定。
2 结果与讨论
2.1 分析谱图
UHPLC-MS/MS中38种农药混合标准溶液的总离子流程图见图1。
图1 UHPLC-MS/MS中38种农药混合标准溶液的总离子流程图
GC-MS/MS中128种农药混合标准溶液的总离子流程图见图GC2-。MS/MS中128种农药混合标准溶液的总离子流程图见图2。
图2 GC-MS/MS中128种农药混合标准溶液的总离子流程图
2.2 前处理方法的优化
采用了QuEChERS方法[16],并对方法进行了部分优化,采用了乙腈作为提取剂,无水NaCl进行盐析,无水MgSO4及PSA作为净化剂对样品进行前处理。NaCl可以使水相和有机相分离,以除去水溶性杂质,同时还可减少提取液中因无水MgSO4盐析产生热量带来的回收率影响。因此本研究选择了乙腈作为提取剂,NaCl作为盐析剂,振荡离心后取1.5~2ml上清液加入到QuEChERS净化管中对荔枝样品进行前处理。
2.3 标准曲线和检出限
为降低基质效应影响,保证检测结果可靠准确,采用基质标准曲线进行定量。在GC-MS/MS组中加入10 μl内标溶液,按照1.2规定条件进行测定,以内标法绘制标准曲线;UHPLC-MS/MS组则按照1.2规定条件进行测定,外标法绘制标准曲线。166种农药的线性相关系数r均大于0.990,表明各物质在浓度为0. 10 mg/L~2.0 mg/L之间有良好的线性关系。166种农药的检出限为0.00060~0.0080 mg/kg,定量限为0.0020~0.030 mg/kg。能满足国内外对蔬菜和水果中相应农药残留测定的要求。
2.4 精密度与回收率试验
在空白荔枝样品中分别添加0.10、0.20、0.40mg/kg农药混合标准溶液,按试验方法平行测定6次,得到方法平均回收率及精密度,各农药的平均回收率为67%~126%,相对标准偏差(RSD)为1.9%~9.1%。166种农药的相关系数、检出限、回收率及相对标准偏差见表1。
表2 166种农药的相关系数、检出限、回收率及相对标准偏差
28 异菌脲 0.9956 0.0008 68.9 8.0 69.1 7.0 74.1 6.9 29 异稻瘟净 0.9999 0.0006 69.5 6.9 69.8 5.4 72.9 5.3 30 乙烯菌核利 0.9965 0.008 72.8 5.7 73.4 4.9 77.6 4.7 31 灭幼脲 0.9970 0.0008 71.6 8.2 71.8 7.5 72.6 7.3 32 甲氨基阿维菌素苯甲酸盐 0.9980 0.0006 67.6 7.9 67.8 6.6 73.6 6.2 33 咪鲜胺 0.9956 0.0006 67.7 7.6 67.8 7.3 68.9 6.9 34 丙环唑 0.9991 0.0006 66.2 8.5 66.3 7.1 66.6 6.8 35 倍硫磷 0.9969 0.0006 79.0 4.8 79.1 4.5 79.2 4.3 36 二嗪磷 0.9982 0.0006 71.6 7.4 72.2 5.4 78.4 5.1 37 辛硫磷 0.9992 0.0006 69.5 9.4 69.6 7.9 73.6 7.7 38 丁硫克百威 0.9954 0.0006 63.9 5.9 64.1 5.8 69.5 5.4 39 敌敌畏 0.9977 0.002 96.9 4.9 97.1 3.0 102.8 2.8 40 速灭磷 0.9992 0.002 90.4 3.9 90.6 6.3 98.9 5.9 41 四氯硝基苯 0.9966 0.0008 107.4 3.9 107.9 3.5 108.9 3.5 42 灭线磷 0.9955 0.0008 119.8 4.9 120.6 4.3 124.3 3.9 43 二溴磷 0.9958 0.004 114.0 3.1 114.0 7.0 114.3 6.7 44 百治磷 0.9952 0.0008 96.8 5.9 97.2 7.1 105.8 7.1 45 治螟磷 0.9959 0.0006 97.4 3.9 97.5 5.1 97.6 5.0 46 硫线磷 0.9981 0.001 80.3 5.3 81.0 5.3 86.5 5.1 47 甲拌磷 0.9951 0.0008 110.3 3.8 110.8 3.1 117.6 3.1 48 alpha-六六六 0.9957 0.0008 110.0 6.0 110.3 5.0 110.4 4.9 49 甲基乙拌磷 0.9955 0.001 83.6 8.3 83.8 4.5 84.4 4.3 50 beta-六六六 0.9982 0.002 90.4 7.5 91.2 5.4 99.1 5.2 51 五氯硝基苯 0.9969 0.0008 95.1 3.1 95.6 3.7 102.1 3.4 52 扑灭津 0.9989 0.0008 87.3 7.2 87.8 4.3 94.8 4.0 53 gamma-六六六 0.9952 0.001 96.0 6.2 96.1 3.3 99.6 3.2 54 巴胺磷 0.9997 0.002 86.0 5.0 86.7 3.7 90.1 3.7 55 特丁硫磷 0.9994 0.002 122.1 5.9 122.7 5.9 125.3 5.8 56 地虫硫磷 0.9997 0.0008 112.4 4.0 113.3 6.9 116.7 6.3 57 百菌清 0.9991 0.004 95.4 3.8 95.9 7.0 99.8 6.7 58 乙拌磷 0.9955 0.002 83.8 5.6 84.1 3.9 87.8 3.8 59 氯唑磷 0.9981 0.0006 102.5 4.0 103.5 4.3 107.1 4.1 60 甲基对氧磷 0.9998 0.0006 80.6 5.2 81.3 4.3 82.0 4.2 61 乙嘧硫磷 0.9978 0.0006 89.2 3.2 90.1 2.7 94.1 2.6 62 delta-六六六 0.9955 0.002 71.6 7.1 71.9 4.4 73.4 4.1 63 氟甲腈 0.9977 0.0008 83.3 5.2 83.6 3.5 87.7 3.4 64 除线磷 0.9998 0.002 84.8 3.6 85.5 3.6 88.6 3.5 65 敌稗 0.9956 0.001 91.7 4.8 92.1 5.2 94.4 4.8 66 甲基毒死蜱 0.9960 0.002 95.2 5.4 95.9 3.7 102.5 3.7 67 乙草胺 0.9985 0.0008 88.4 5.5 88.8 3.8 93.9 3.8 68 马拉氧磷 0.9981 0.004 82.1 3.2 82.9 5.0 88.5 4.6 69 甲基对硫磷 0.9951 0.0008 74.5 6.8 74.6 4.3 80.2 3.9 70 甲基立枯磷 0.9963 0.002 81.8 3.5 82.2 3.4 85.3 3.3 71 七氯 0.9964 0.004 91.7 4.0 91.9 6.0 95.5 5.6 72 皮蝇磷 0.9966 0.0008 97.6 8.6 98.5 5.7 102.5 5.5 73 莠灭净 0.9990 0.001 83.2 5.2 83.6 3.7 86.8 3.5 74 扑草净 0.9965 0.0008 115.7 4.4 116.9 2.6 124.4 2.5 75 八氯二丙醚 0.9982 0.0006 104.2 5.6 104.7 5.1 107.6 4.9 76 甲基嘧啶磷 0.9952 0.0006 81.1 6.9 81.2 4.3 81.7 4.1 77 杀螟硫磷 0.9988 0.0006 92.1 4.9 92.5 4.6 101.6 4.5
78 甲拌磷亚砜 0.9990 0.004 106.2 5.1 106.8 4.5 113.3 4.5 79 马拉硫磷 0.9989 0.0008 92.3 3.8 92.9 6.3 101.1 5.8 80 甲拌磷砜 0.9957 0.004 89.1 5.8 89.8 3.4 93.5 3.2 81 毒死蜱 0.9981 0.0006 82.6 5.2 82.7 3.3 88.4 3.3 82 艾氏剂 0.9957 0.001 90.7 5.1 90.9 4.3 97.9 4.2 83 对硫磷 0.9957 0.0006 81.3 5.0 81.7 3.5 87.5 3.3 84 三唑酮 0.9951 0.0008 88.2 4.0 88.9 6.8 96.1 6.6 85 水胺硫磷 0.9963 0.002 78.8 7.3 79.2 4.7 83.3 4.4 86 三氯杀螨醇 0.9980 0.001 87.3 5.3 87.9 3.1 93.9 3.1 87 嘧啶磷 0.9997 0.0006 86.9 3.7 87.7 4.3 91.9 4.0 88 溴硫磷 0.9993 0.0006 101.8 5.3 102.3 5.7 111.3 5.7 89 氟虫腈硫醚 0.9993 0.002 91.7 4.9 92.2 3.8 96.0 3.6 90 二甲戊灵 0.9976 0.0006 76.0 7.1 76.2 4.3 81.2 4.0 91 氟虫腈 0.9989 0.002 93.8 4.9 94.6 5.1 94.7 4.8 92 异柳磷 0.9979 0.0006 75.3 7.2 75.5 3.9 78.9 3.7 93 硫环磷 0.9977 0.001 72.6 6.9 73.0 4.0 79.0 3.8 94 稻丰散 0.9999 0.0006 82.0 5.2 82.6 3.7 85.4 3.5 95 喹硫磷 0.9954 0.002 88.9 3.8 89.2 6.8 89.9 6.8 96 腐霉利 0.9962 0.0006 78.5 7.4 78.9 4.5 85.1 4.4 97 乙基溴硫磷 0.9987 0.0006 92.4 4.5 92.6 5.8 93.3 5.8 98 杀扑磷 0.9982 0.0006 94.0 4.8 94.8 4.7 100.2 4.4 99 内吸磷 0.9990 0.002 91.3 6.2 91.6 6.5 96.3 5.9 100 噻螨酮 0.9977 0.002 84.6 8.5 85.4 5.0 90.4 4.9 101 o,p'-DDE 0.9967 0.0006 90.4 6.5 91.1 3.2 97.7 3.2 102 丁草胺 0.9958 0.0008 86.4 5.0 86.6 3.1 94.8 3.1 103 硫丹 0.9956 0.002 93.3 3.8 93.4 6.6 102.0 6.2 104 灭菌磷 0.9978 0.0006 84.3 3.9 84.7 4.9 88.5 4.8 105 苯线磷 0.9974 0.0006 84.4 5.4 84.5 5.3 90.0 5.1 106 氟酰胺 0.9981 0.0006 83.9 5.4 84.1 3.9 91.6 3.6 107 敌草胺 0.9955 0.004 73.0 7.3 73.5 4.0 74.9 3.9 108 氟虫腈砜 0.9980 0.001 89.1 6.3 89.8 6.0 96.0 5.8 109 稻瘟灵 0.9950 0.0008 86.5 5.1 87.2 3.2 90.1 3.2 110 抑霉唑 0.9981 0.002 92.6 4.6 92.6 5.7 93.5 5.6 111 丙溴磷 0.9964 0.0008 94.4 4.1 95.2 5.7 103.0 5.4 112 丙草胺 0.9980 0.002 96.8 5.0 97.6 4.5 99.4 4.4 113 p,p'-DDE 0.9953 0.002 91.9 3.8 92.0 6.1 97.2 5.9 114 烯效唑 0.9968 0.0008 86.9 3.9 87.2 3.2 90.4 3.0 115 狄氏剂 0.9989 0.002 99.7 4.7 100.6 5.1 108.5 5.0 116 腈菌唑 0.9996 0.002 76.0 6.8 76.6 3.8 80.2 3.5 117 o,p'-DDD 0.9953 0.001 93.2 6.6 93.6 6.9 95.2 6.7 118 三环唑 0.9988 0.001 76.5 7.0 76.8 4.0 81.5 3.8 119 甲草胺 0.9958 0.0003 96.5 4.9 97.0 4.5 101.9 4.1 120 虫螨腈 0.9994 0.003 86.7 4.7 86.9 3.5 90.5 3.4 121 虫螨磷 0.9983 0.004 92.2 6.9 92.3 5.8 94.6 5.5 122 丰索磷 0.9992 0.002 75.1 7.0 75.7 5.2 83.2 4.7 123 乙酯杀螨醇 0.9956 0.0006 97.0 4.1 97.5 5.1 99.3 4.7 124 p,p'-DDD 0.9957 0.001 108.0 4.6 109.1 3.5 116.7 3.5 125 乙硫磷 0.9962 0.0004 80.9 5.9 81.1 5.0 84.4 4.8 126 烯唑醇 0.9958 0.001 95.9 4.7 96.5 4.8 99.2 4.4 127 o,p'-DDT 0.9966 0.002 123.6 6.5 123.2 4.9 122.3 4.6 128 三唑磷 0.9976 0.002 111.1 3.9 112.1 4.5 118.4 4.4
129 伐灭磷 0.9967 0.0008 95.9 4.7 95.9 4.7 105.1 4.3 130 三硫磷 0.9991 0.001 85.5 5.0 85.9 5.9 87.0 5.8 131 硫丹硫酸酯 1.0000 0.0006 71.9 6.8 72.5 3.4 76.5 3.3 132 p,p'-DDT 0.9996 0.0006 109.0 3.3 109.6 5.4 117.8 5.1 133 灭草隆 0.9992 0.004 72.8 3.4 72.8 6.7 79.2 6.1 134 克螨特 0.9978 0.005 83.4 5.4 83.8 4.7 91.5 4.3 135 苄呋菊酯 0.9980 0.008 78.5 5.1 78.9 3.6 84.8 3.3 136 乐果 0.9990 0.002 108.5 3.8 108.6 5.1 114.1 5.0 137 哒嗪硫磷 0.9997 0.0015 96.7 7.1 97.0 3.4 106.1 3.3 138 胺菊酯 0.9964 0.008 93.8 5.0 94.7 4.4 98.2 4.1 139 亚胺硫磷 0.9966 0.001 79.5 8.3 79.8 4.7 82.1 4.3 140 联苯菊酯 0.9984 0.002 100.4 6.3 100.6 4.4 107.8 4.4 141 苯硫磷 0.9953 0.002 82.6 3.1 83.2 4.4 89.7 4.3 142 溴螨酯 0.9995 0.0004 84.4 3.7 84.5 4.6 85.2 4.3 143 甲氧滴滴涕 0.9997 0.0006 83.6 4.9 83.7 3.3 89.1 3.3 144 甲氰菊酯 0.9960 0.0008 96.6 5.9 97.4 4.0 104.6 3.7 145 三氯杀螨砜 0.9972 0.0006 96.4 5.0 96.8 5.7 101.3 5.5 146 伏杀磷 0.9954 0.004 88.1 4.1 88.1 5.2 89.6 4.8 147 氯氟氰菊酯 0.9966 0.008 100.6 3.4 101.2 2.5 101.8 2.3 148 吡菌磷 0.9964 0.0008 72.9 6.6 73.1 3.5 78.0 3.2 149 益棉磷 0.9982 0.004 71.7 7.4 71.9 4.9 75.0 4.8 150 安硫磷 0.9969 0.004 81.1 5.4 81.1 2.9 81.5 2.8 151 氯菊酯 0.9982 0.008 94.1 2.9 94.5 4.0 102.6 3.9 152 蝇毒磷 0.9986 0.002 108.0 6.5 109.0 5.1 109.7 4.9 153 哒螨灵 0.9965 0.0008 88.4 3.9 88.9 2.1 89.6 1.9 154 氟氯氰菊酯 0.9967 0.008 100.8 3.6 101.3 5.8 102.7 5.5 155 腈苯唑 0.9964 0.002 90.7 6.4 91.1 4.3 94.2 3.9 156 氯氰菊酯 0.9995 0.008 89.1 3.8 89.3 4.4 91.9 4.0 157 氟氰戊菊酯 0.9980 0.008 94.9 3.7 95.3 4.0 95.5 4.0 158 甲基异柳磷 0.9983 0.0008 96.5 3.9 96.6 6.1 99.8 5.5 159 氰戊菊酯 0.9993 0.008 102.5 6.7 102.8 5.3 109.6 4.8 160 氟胺氰菊酯 0.9982 0.008 85.3 3.1 85.9 5.0 91.8 4.9 161 苯醚甲环唑 0.9989 0.004 108.5 6.1 108.8 7.8 113.6 7.7 162 溴氰菊酯 0.9963 0.008 83.4 7.8 83.9 5.1 92.0 4.9 163 丙硫磷 0.9957 0.0006 92.6 4.6 93.0 4.2 99.4 4.2 164 烯酰吗啉 0.9982 0.001 95.9 3.1 96.8 7.8 99.4 7.7 165 己唑醇 0.9977 0.002 96.7 5.9 97.1 2.8 98.2 2.6 166 硫丙磷 0.9999 0.0006 80.3 5.7 80.5 3.7 87.4 3.7
3 结论
本实验研究通过对QuEChERS前处理优化,同时运用超高效液相色谱串联质谱仪以及气相色谱-三重四级杆串联质谱仪的多组分检测分析,建立了荔枝中166种农药残留的快速检测分析方法。该方法简单、快速、稳定、安全、可靠,166种农药的回收率在67%~126%,相对标准偏差在1.9%~9.1%,检出限在0.00060~0.0080 mg/kg,适用于荔枝中多种农药残留的测定。