气相色谱

禹绍周 林慧纯 张晓鸿 张晓强 顾亚萍 黄敏通

摘 要：建立了蔬果中38种农药残留检测的气相色谱-三重四级杆质谱联用（GC-MS/MS）方法，甲胺磷、δ-六六六回收率在79.8%～84.9%之间，另外36种农药回收率在96.4%～114.1%之间，RSD值在3.3%～9.3%之间。探讨了38种农药残留及其在20种蔬果产品中的基质效应，在GC-MS/MS上，主要表现为基质增强效应，随着化合物浓度增大，基质增强效应减弱。为保证检测结果的准确性，必须使用基质标样进行校正，当选取黄瓜或大白菜作为基质配制标样进行定量时，大部分农药在另外19种蔬果产品中的回收率能达到80%～130%之间。

关键词：农药残留;基质效应;气相色谱;三重四级杆质谱联用仪;GC-MS/MS

在农产品农药残留测定中，基质效应是影响检测结果准确性的重要因素。普遍认为，采用气相色谱法检测农药，往往表现为基质增强效应[1-5]。根据欧盟等组织的要求，样品校正应采用相同基质标样，对每一种类的样品，需要配制对应的基质标样[6]。本研究建立了一种简便、快捷、准确的方法，对蔬菜、水果和食用菌中38种农药进行测定，并研究了该38种农药在20种蔬果、食用菌产品中采用气相色谱-三重串联四级杆联用仪进行检测的基质效应，探讨代表性基质标样用于日常初筛检测分析，以期提高检测准确度及检测效率。

1 材料与方法

1.1 仪器与设备

气相色谱-三重串联四级杆联用仪（Agilent 7000B）、电子天平，北京赛多利斯公司;均质机，海斯特公司;高速离心机，Sigma公司;氮吹仪，OrganomationAssociates.Inc.;旋涡混合器，姜堰市康健医疗器具有限公司。

1.2 材料与试剂

38种农药标准品，农业农村部环境质量监督检验测试中心（天津），浓度为1 000mg/L;乙腈、丙酮，德国Merck公司，色谱纯;氯化钠，广州化学试剂厂;无水硫酸镁，CNW公司;乙二胺-N-丙基硅烷（PSA）、滤膜，Agilent公司。

38种混合标样（20mg/L）：准确移取1.00mL单个农药标准品溶液于50mL容量瓶中，用丙酮定容至刻度。混合标准溶液避光0～4℃保存，保存期为1个月。

1.3 方法

1.3.1 样品提取与净化 称取10g绞碎试样（精确至0.01g）于50mL离心管中，加入20mL乙腈，用均质机于15 000r/min匀浆提取1min，加入5g氯化钠，再剧烈振荡1min，将离心管放入离心机，于9 000r/min离心3min。移取上层乙腈提取液6mL于15mL离心管中，加入300mg PSA，旋涡振荡1min后于9 000r/min离心3min。移取4.00mL上清液于试管中，50℃水浴中氮气缓慢吹至近干，用丙酮定容至2.00mL，混匀，过0.2μm滤膜，供GC-MS/MS测定。

1.3.2 GC-MS/MS条件 色谱柱：HP-5MS（30m*0.25mm*0.25μm），载气：He，进样口温度：250℃，进样方式：不分流进样，进样量：1.0μL，离子源：EI，采集方式：MRM，离子源温度：280℃，前后四极杆温度：150℃，加热器温度：280℃，碰撞气（N2），流量：1.5mL/min，淬灭气（He），流量：2.3mL/min，升温程序：70℃（15℃/min）-220℃（30℃/min）-280℃（保持9min）。各化合物的保留时间、监测离子对见表1。

1.3.3 基质效应测定及评价方法 选择具有代表性的15种蔬菜（黄瓜、土豆、茄子、西葫芦、圆椒、胡萝卜、番茄、西兰花、芹菜、大白菜、结球甘蓝、生菜、上海青、菜心、洋葱），3种水果（苹果、橙、西瓜），2种食用菌（金针菇、平菇），通过1.3.1前处理后配制梯度基质标样（0.02、0.1、0.5、1、1.5mg/L），同時配制同等梯度的溶剂标样，用GC-MS/MS进行测定。基质效应用基质效应因子（matrix factor，MF）[7]来表示，MF=X/Y×100%，X为用空白基质溶液配制标样的响应值、Y为纯溶剂配制标样的响应值。

2 结果与讨论

2.1 方法的线性范围及定量限

用1.3.1的方法对奶白菜空白样品进行提取，得到空白基质。将38种农药配制成质量浓度分别为0.005、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5mg/L的系列混合标准溶液，用于GC-MS/MS测定。以质量浓度为横坐标、峰面积为纵坐标作图得标准曲线，通过标准曲线可得相关系数。以信噪比S/N=10时的进样溶液质量浓度为最低定量浓度，样品经过前处理后，经仪器检测确定方法的定量限（表2）。

2.2 方法的回收率与精密度

在韭菜基质中做0.10mg/L的添加回收试验，按照方法分析步骤进行3个平行样品前处理和质谱测定。由表3可知，甲胺磷、δ-六六六回收率在79.8%～84.9%之间，另外36种农药回收率在96.4%～114.1%之间，RSD值在3.3%～9.3%之间。

2.3 基质效应

基质效应现象主要受以下几种因素[8-9]影响：样品的前处理方法、被分析化合物的结构、基质的种类、仪器的状态。对于GC-MS/MS而言，气相色谱进样口和色谱柱前端的活性位点易吸附待测物，而样品中的共提取物如色素、油脂等会优先富集于活性位点上，因此，纯溶剂标样响应值往往会偏低，而有基质存在时，响应值会有所增加，表现为基质增强效应。

2.3.1 基质效应与标准曲线的关系 对于基质效应较强的化合物，其线性范围较窄，在低浓度时基质的增强效应尤其明显，随着化合物浓度增大，基质增强效应减弱（图1～2）。用GC-MS/MS检测农产品农药残留时，很少用标准曲线来定量，主要原因是随着样品进样次数增加，难挥发性物质不断在气相色谱的进样口和色谱柱前端累积，响应值变化明显，曲线很快就会不适用。因此，在测定时一般采用配制同一数量级浓度的单点法进行定量。

2.3.2 GC-MS/MS基質效应 按照1.3.3 基质效应测定及评价方法，得到38种农药在20种产品中的基质效应（图3～4）。基质效应表现为增强效应，不同产品基质效应不同。38种农药中，苯醚甲环唑、甲胺磷、乐果、甲基对硫磷、氟虫腈、氟虫腈砜、三唑磷、氯菊酯和哒螨灵在0.1mg/L时呈现较强基质效应。同一化合物随着浓度增大，基质效应减小，考虑为气相进样口端活性位点吸附溶剂标样中一定量的农药，当农药浓度越高，被吸附的农药量在总量中所占比例越小，所以基质效应越不明显。当检测浓度小于1mg/L时，需要高度重视基质效应。

2.3.3 代表性基质标样 在使用GC-MS/MS对农产品中农药残留进行测定时，基质效应不可忽视，通常需要使用对应的基质标样去校正，在日常大批量检测时，每种产品都用对应的基质标样校正显然比较难实现，一是完全“空白”的样品很难找到，二是农产品种类很多，每种产品都配基质标样，工作量非常大。为保证检测准确度并提高检测效率，本研究探讨选用代表性基质标样，对大批量不同种类的产品进行初筛。当选取黄瓜或大白菜作为基质配制标样定量时，大部分农药在其他19种产品中的回收率（0.2mg/L）能达到80%～130%之间（图5～6）。

3 结论

基质效应是影响日常检测准确度的重要因素，本研究考察了38种农药在20种产品中的基质效应，在同一前处理条件下，不同农药基质效应不同，同一种农药在不同产品中的基质效应不同，在基质相同的情况，随着化合物浓度增大，基质效应减小。用GC-MS/MS测定时必须使用基质标样进行校正，当使用黄瓜或大白菜基质配制标样定量时，其他19种产品可得较好回收率。

参考文献

[1]易盛国，侯雪，韩梅，等.气相色谱-串联质谱法检测蔬菜农药残留基质效应与基质分类的研究[J].西南农业学报，2012，25（2）：537-543.

[2]李凌云，许晓敏，林桓，等.超高效液相色谱-串联质谱法快速检测蔬菜中248种农药残留[J].色谱，2016，34（9）：835-849.

[3]李红艳.基质效应对气相色谱仪在农残检测中的影响[J].现代农业科技，2016（16）：113.

[4]刘进玺，秦珊珊，冯书惠，等.高效液相色谱-串联质谱法测定食用菌中农药多残留的基质效应[J].食品科学，2016，37（18）：171-177.

[5]姚勇，刘全科.多种蔬菜基质对有机磷农药残留检测的基质效应的研究[J].湖北植保，2016（2）：14-17.

[6]侯雪，易盛国，韩梅，等.串联质谱法检测洋葱中36种例行监测农药及其基质效应的探讨[J].现代科学仪器，2012（4）：115-118.

[7]Matuszewski B K，Constanzer M L，Chavez-Eng C M. Strategies for the assessment of matrix effect in quantitative bioanalytical methods based on HPLC-MS/MS[J].Analytical Chemistry，2003，75（13）：3019-3030.

[8]Michal Godula，Jana Hajlová，Kateina Alterová.Pulsed splitless injection and the extent of matrix effects in the Analysis of pesticides[J].Journal of High Resolution Chromatography，1999，22（7）：395-402.

[9]Hajslová Jana，Zrostlíková Jitka.Matrix effects in（ultra）trace analysis of pesticide residues in food and biotic matrices[J].Journal of Chromatography A，2003，1000（1-2）：181-197.

（责任编辑 唐建敏）