气相色谱-串联质谱法测定柑橘中5种杀螨剂残留

2020-07-29李国烈彭海燕覃明丽蒋金芳

农药科学与管理 2020年4期

苏旭，李国烈，彭海燕，杜鑫，覃明丽，蒋金芳

(南充农产品质量监测检验中心，四川南充 637000)

植食性螨类是危害柑橘的主要害虫，使用杀螨剂是防治螨类危害的主要手段之一[1- 2]。唑螨酯、噻螨酮、噻嗪酮、虫螨腈和炔螨特等5种杀螨剂是柑橘害螨防治中较为常用的农药。四川为我国柑橘产业大省，地处长江上游优质柑橘生产区，130多个县市区均有柑橘种植，形成各具特色的优势产业区域[3]。柑橘红蜘蛛、潜叶蛾和炭疽病等病虫害是四川省柑橘树的主要病虫害[4]，在害螨化学防治中上述5种杀螨剂也是主要使用的农药品种[5- 6]。

目前，杀螨剂的残留检测方法有液相色谱法[7-8]、气相色谱法[9-10]、液相色谱-质谱法[11-13]以及气相色谱-质谱法(GC-MS)[14-15]，未见采用气相色谱-串联质谱法(GC-MS/MS)同时检测唑螨酯、噻螨酮、噻嗪酮、虫螨腈和炔螨特等5种杀螨剂在柑橘类水果中的多残留分析研究。近年来，QuEChERS (quick， easy， cheap， effective， rugged and safe) 方法，由于操作简易、快速有效，在残留检测中得到迅速应用[16-18]。本文采用QuEChERS方法处理净化柑橘类水果样品，GC-MS/MS检测，建立了柑橘类水果中上述5种杀螨剂残留快速简便、省时可靠的分析方法。

1 材料与方法

1.1 仪器、试剂与材料气相色谱-串联质谱仪(安捷伦，7000C)，色谱柱(DB-5MS UI，30m×0.22mm×2.5μm)，飞利浦料理机，旋涡混合器(IKA，Vortex Genius 3)，高速离心机(Sigma 3-18KS)，氮吹仪，旋转蒸发仪，50mL离心管等。乙腈、正己烷、丙酮、甲苯均为色谱级，购自Fisher公司。唑螨酯、噻螨酮、噻嗪酮、虫螨腈和炔螨特5种杀螨剂标准品购于农业农村部环境保护科研监测所。固相萃取小柱(Carbon/NH2) 和QuEChERS试剂盒购于Agilent公司。氯化钠为分析纯。柑橘样品为春见、蜜柚、脐橙和柠檬，均购于本地市场。

1.2 标准溶液及基质标准溶液的配制取各农药标准品，分别用丙酮配成浓度为10mg /L 的标准储备液，于-18℃储存。将空白样品(未检出目标农药的柑橘样品)按前处理方法制成基质溶液，临用时，取农药标准储备液适量，用基质溶液稀释成不同浓度的标准工作液。

1.3 样品制备取具有代表性的柑橘全果缩分后约1 000g，放入料理机中，高速匀浆后装入洁净的密封罐中，于-20℃保存，备检测。

1.4 样品提取准确称取10g(精确到0.01g)匀浆后的柑橘样品于50mL离心管中，加入20.0mL乙腈及1颗陶瓷均质子，盖上离心管盖，用旋涡混合器涡旋2min后，加入3g氯化钠，再继续涡旋1min后5 000 r/min离心5min，使乙腈相和水相分层。

1.5 样品净化固相萃取(SPE)法：准确移取5.0mL上清液加入经5mL乙腈-甲苯(3：1，V/V)预淋洗的石墨化碳黑氨基复合柱(Carbon/NH2)中，在柱上加50mL贮液器，用25mL乙腈-甲苯(3：1，V/V)洗脱农药，收集所有流出物于鸡心瓶中，在40℃水浴中旋转浓缩至近干，加入2.5mL正己烷-丙酮( 9：1，V/V)，混匀，待上机测定。

QuEChERS法：吸取6mL上清液加到内含900mg MgSO4+150mg PSA或885mg MgSO4+150mg PSA+15mgGCB的15mL塑料离心管中，涡旋混匀1min，5 000r/min离心5min，准确吸取2.0mL上清液于10mL试管中，40℃水浴中氮气吹至近干，加入1.0mL正己烷-丙酮( 9：1，V/V)，混匀，过0.22μm滤膜后待上机测定。

1.6 仪器条件

1.6.1 气相色谱条件色谱柱：毛细管气相色谱柱DB-5MS UI ( 30m×0.25mm×0.25μm) ；载气：高纯氦气(纯度≥99. 999%)；恒流模式，流速1.00mL /min；进样量：1μL；进样方式：不分流进样；进样口温度：270℃；程序升温条件：初始温度80℃，保持1min，以15℃/min升温至200℃，再以5℃/min升温至250℃，保持5min，总运行时间24min。

1.6.2 质谱条件离子源：电子轰击离子源( EI)；离子源温度：230℃；接口温度：280℃；扫描方式：多反应监测(MRM)；碰撞气流速：氦气1.50 mL/min，氮气2.25mL/min；溶剂延迟时间：4 min。

2 结果与分析

2.1 质谱条件的优化通过对5种杀螨剂标准溶液(浓度为1mg /L)在50～500m /z之间进行全扫描分析，得到农药的质谱图，然后根据农药的质谱图找出能够反映化合物结构特征的一级碎片离子作为母离子，再对每个母离子进行不同碰撞能量下的选择离子扫描，得到二级质谱图，选择强度较大、灵敏度高的为子离子，选择丰度高的一对子离子作为定量离子，选择丰度次高的一对子离子作为定性离子。优化后的质谱条件(表1)，试剂空白和5种杀螨剂标准溶液多反应监测(MRM)色谱图(图1)。

表1 多反应监测模式下5种农药的保留时间、离子对、碰撞能量

2.2 前处理方法的选择在农药残留分析中，常用提取溶剂有乙腈、丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷等，而乙腈对农药的溶解性强，对样品中油脂和色素类杂质的溶解度较小，且能沉淀蛋白质等杂质，加入氯化钠后，盐析能使乙腈和样品中的水分层，便于后续净化操作，因此本试验选用乙腈作为提取试剂。

样品净化主要有QuEChERS法和SPE法。本研究以脐橙为基质添加5种杀螨剂标准溶液，添加量为0.1mg/kg，分别采用含900mg MgSO4+150mg PSA，或885mg MgSO4+150mg PSA+15 mg GCB的QuEChERS试剂盒和采用Carbon /NH2柱(500mg/500mg/6mL)的SPE小柱对样品净化，比较加标样品中5种杀螨剂的加标回收率来考察净化效果。结果显示(图2)，加入GCB后回收率明显低于其它2种方法，只加PSA与SPE方法5种杀螨剂的回收率相近，3种方法的回收率都在70%～110%。说明柑橘样品采用PSA就能达到净化效果，且操作简单，满足回收率要求，因此本研究采用加入900mg MgSO4+150mg PSA的QuEChERS方法作为净化方法，净化后的橙空白样品、橙基质标准溶液、橙加标样品的MRM色谱图(图3)。

2.3 基质效应的影响在试剂溶液(正己烷-丙酮)和不同柑橘基质溶液中添加农药标样，比较5种杀螨剂在试剂溶液和4种基质(春见、蜜柚、脐橙和柠檬)溶液中的定量离子峰面积，得到5种杀螨剂的基质效应相对强度(ME)，即ME=农药在基质中的信号峰面积/农药在试剂中的信号峰面积[19]。以ME对5种杀螨剂作图，得到5种杀螨剂在4种柑橘基质中的ME图(图4 a) ，可知5种杀螨剂的ME值在1.19～1.68，均>1，说明5种杀螨剂在GC-MS/MS方法检测中有明显的基质增强效应。对5种杀螨剂在春见、蜜柚和柠檬基质中的ME与脐橙基质ME做了比较，发现比值都接近1，说明不同品种柑橘类水果的基质效应相近(图4 b)。

通过对试剂标准溶液和基质标准溶液的多反应监测(MRM)色谱图比较，发现试剂标准溶液中5种杀螨剂色谱峰出现不同程度的拖尾，噻螨酮出峰拖尾尤为严重(图1B)，基质标准溶液中5种杀螨剂的色谱峰峰型得到明显改善，如脐橙基质标准溶液色谱图(图3D)，峰型对称、响应增强，噻螨酮的拖尾明显改善，说明基质的加入改善了几种杀螨剂在进样口活性位点上的吸附和解吸附，这也与张新忠[14]等人在茶叶、西葫芦和芒果基质中的研究结论一致。因此，实际检测分析中，为使定量结果准确，应采用基质标准溶液进行定量分析。

2.4 方法的线性关系和检出限本文主要以脐橙基质对方法的线性范围和相关系数进行了研究。通过配置唑螨酯、噻螨酮、噻嗪酮、虫螨腈和炔螨特5种杀螨剂浓度分别为0.005、0.01、0.05、0.1、0.5mg/L的脐橙基质混合标准工作溶液，在表1的质谱条件下，取不同浓度的脐橙基质混合标准工作溶液各1μl 注入GC-MS/MS中，以各杀螨剂的质量浓度(x，mg /L)为横坐标，相应的MRM定量离子色谱峰面积(y)为纵坐标，绘制工作曲线。结果显示，5种杀螨剂质量浓度为0.005～0.5mg/L时，线性关系良好，相关系数均>0.996(表2)。通过实际添加回收试验，最终确定柑橘类水果中5种杀螨剂的定量限都为0.005mg/kg，此时4种柑橘类水果的添加回收率均在72.6%～110.0%之间，相对标准偏差<10%(表3)。

表2 多反应监测模式下5 种农药的线性范围、线性相关系数和定量限

2.5 方法的回收率与精密度选取春见、蜜柚、脐橙和柠檬4种柑橘类水果的空白样品进行加标回收试验。以回收率表示方法的正确度，回收率的相对标准偏差(RSD)表示方法的精密度。在4种空白基质中，每种杀螨剂分别添加0.005、0.01、0.1mg/kg 3个浓度水平，每个浓度重复实验6次，同时做空白对照。结果显示，5种杀螨剂在4种柑橘类水果的加标回收率为70.6%～111.3%，相对标准偏差(RSD) ( n = 6)为1.07%～14.64%，(表3) ，符合农药残留的检测要求。