QuEChERS-气相色谱串联质谱法测定西洋参中17种有机氯农药残留

2020-08-29刘莹李启艳胡德福于海英

药学研究 2020年8期

刘莹，李启艳，胡德福，于海英

(山东省食品药品检验研究院，山东省中药标准创新与质量评价工程实验室，山东济南 250101)

西洋参，为五加科植物西洋参(PanaxquinquefoliumL.)的干燥根，性凉、味甘、微苦，具有补气养阴、清热生津的功效，主治气阴两虚、阴虚津伤、内热、咳喘痰血、虚热烦倦、消渴、口燥咽干[1]，是我国常用的名贵中药材。西洋参的使用不仅用于医药领域，在食疗保健方面应用也非常广泛，因此西洋参质量安全越来越受到关注，而药材中的农药残留又是影响药材质量的重要因素之一[2]，尤其是根类药材，生产周期长，农药易富集，更易受到农药的污染，所以研究西洋参中农药残留是非常有必要的。

有机氯农药(organochlorine pesticides，OCPs)曾是农药史中使用量最大、使用历史最长的一大类含氯有机化合物农药[3]，具有化学性质稳定、脂溶性大、半衰期长等特性，易在脂肪体中蓄积，造成慢性中毒，严重危及人体健康。从 1983年起，我国禁止生产和使用有机氯农药[4]，但目前在食品、中药材中仍可检出，甚至常有样品超出标准限量情况发生[5-7]。近年来，有不少关于西洋参有机氯农药残留的测定方法的报道[8-11]，《中国药典》2015年版第一增补本也收载了西洋参中有机氯农药残留量测定的方法。以上方法绝大部分是采用有机试剂比如丙酮、石油醚、正己烷、乙酸乙酯或混合有机试剂提取，磺酸法或固相萃取法净化，气相色谱-电子捕获检测器法检测，该类方法操作步骤烦琐，试剂消耗量大且测定过程中，干扰峰较多。本研究在优化有机氯农药残留提取、净化方法和气相色谱检测条件基础上，建立测定西洋参中17种有机氯农药残留量的QuEChERS-气相色谱串联质谱法。该方法提取完全、灵敏度高，并有效地减少了假阳性结果的出现，能更加准确地对西洋参的质量安全进行评价。

1 仪器与试药

1.1 仪器 Thermo气相色谱-三重四级杆串联质谱仪；涡旋混匀仪；高速离心机；氮吹仪；Mettler Toledo电子天平(十万分之一)；Milli-Q超纯水仪；QuEChERS萃取盐包(4 g MgSO4+1 g NaCl+1 g柠檬酸钠+0.5 g柠檬酸氢二钠)；QuEChERS净化管15 mL(400 mg PSA+400 mg C18+1 200 mg MgSO4)。

1.2 试药 22种混合有机氯农药标准品(含有α-BHC、β-BHC、γ-BHC、δ-BHC、pp′-DDE、pp′-DDD、op′-DDT、pp′-DDT、五氯硝基苯、六氯苯、七氯、顺式环氧七氯、反式环氧七氯、艾试剂、氧化氯丹、顺式氯丹、反式氯丹17种待测农药)，每种成分浓度为10 μg·mL-1，购自BePure；乙腈、乙酸乙酯、甲苯均为色谱纯；试验用水均为超纯水。

2 方法与结果

2.1 仪器条件

2.1.1 色谱条件色谱柱：DB-5毛细管柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm)，或相当者；色谱柱温度：90 ℃保持5 min，然后以25 ℃·min-1程序升温至180 ℃，保持1 min再以5 ℃·min-1升温至260 ℃，再以30 ℃·min-1升温至300 ℃，保持10 min；载气：氦气，纯度≥99.999%，流速1.2 mL·min-1；进样口温度：280 ℃；进样量：1 μL；进样方式：不分流进样。

2.1.2 质谱条件电子轰击源：70 eV；离子源温度：300 ℃；传输线温度：280 ℃；溶剂延迟：3 min；采用多反应监测(MRM)，监测离子及质谱参数参见表1。

表1 17种有机氯农药的质谱优化参数

2.2 溶液配制

2.2.1 对照品溶液的配制标准使用溶液：精密吸取混合有机氯农药标准品1 mL，用乙酸乙酯定容至5 mL容量瓶中，制成2.0 μg·mL-1的标准使用溶液。标准系列溶液：精确吸取一定量的标准使用溶液，逐级用乙酸乙酯释成质量浓度为0.005、0.01、0.05、0.1、0.5 μg·mL-1的标准系列溶液。

2.2.2 供试品溶液的制备将药材粉碎后，称取2.0 g样品于50 mL具塞离心管中，加入10 mL水，涡旋混匀，加入10 mL乙腈，振摇混匀，加入QuEChERS萃取盐包(4 g MgSO4+1 g NaCl+1 g柠檬酸钠+0.5 g柠檬酸氢二钠)，用力振摇1 min，4 000 r·min-1离心5 min；先用2 mL甲苯预饱和净化管(400 mg PSA+400 mg C18+1 200 mg MgSO4)，振摇混匀净化管，取6 mL乙腈层于净化管中，涡旋混匀1 min，4 000 r·min-1离心5 min，取4 mL上清液于另一干净的15 mL离心管中，40 ℃氮气吹干，加1 mL乙酸乙酯涡旋复溶，用0.22 μm滤膜过滤，上机测定。

2.3 质谱条件的优化西洋参药材基质较为复杂，气相色谱法无法排除基质中其他组分对待测组分的干扰，所以本研究选择了气相色谱串联质谱法并对质谱条件进行了优化。将配制好的17种有机氯农药的单标溶液(1.0 μg·mL-1)注入仪器，进行扫描，每种化合物分别选择一对定量离子和一对定性离子，优化得到的质谱条件详见表1，采集得到的MRM色谱图见图1。

2.4 样品前处理方法的建立

2.4.1 提取溶剂的选择西洋参药材一般采挖、洗净、晒干或低温干燥后出售，所以水分含量低，粉碎后如直接用有机溶剂去提取有机氯目标化合物，由于有机溶剂对样品的穿透性不强，回收率会偏低。所以本研究在样品提取前，先用少量水润湿，然后用有机溶剂提取。农药残留分析时常采用的提取溶剂主要有乙腈、丙酮、乙酸乙酷、石油醚及一些混合提取溶剂[12-13]。用丙酮和乙酸乙酯提取时，溶出的样品杂质、油脂较多；用乙腈提取对脂肪和色素的溶解能力最小，且渗透能力强[14]，所以选择乙腈为提取溶剂。

2.4.2 前处理方法的选择 QuEChERS是Michelangelo Anastassiades和Steven J Lehotay等人于2003年提出的一种样品前处理方法，目前已广泛应用于食品、环境水样和土壤污染物检测。QuEChERS法需要利用盐析效应促进水和乙腈溶液分层而获得乙腈提取液。目前最常用盐析试剂组合是乙酸钠和柠檬酸钠两种缓冲盐体系，通过考察，本研究选择了含有4 g MgSO4、1 g NaCl、1 g柠檬酸钠、0.5 g柠檬酸氢二钠的缓冲盐体系，其中无水硫酸镁用于除去基质中的水分，其余的缓冲盐用于提供适宜的pH，用于保证一些对酸碱敏感农药可以有好的回收率。另外，由于中药材基质成分较复杂，主要成分有水、色素、氨基酸、有机酸、生物碱、留体化合物、萜类化合物等，QuEChERS法常用的吸附剂有PSA/C18/GCB等，PSA通过极性、阴离子交换作用力吸附除去糖类、脂肪酸、有机酸、多酚等极性较强的杂质，C18清除脂类等强非极性物质，GCB去除叶绿素、类胡萝卜素及甾醇等色素。根据西洋参药材可能存在的成分，本研究选择了400 mg PSA+400 mg C18作为吸附剂。

2.5 方法学验证

2.5.1 线性范围、检出限和定量限将配制好的0.005、0.01、0.05、0.1、0.5 μg·mL-1的标准系列溶液，按试验方法进行测定，以各化合物的质量浓度为横坐标，定量离子对的峰面积为纵坐标，计算其线性回归方程及相关系数，采用外标法定量。结果显示，17种待测物在0.005～0.5 μg·mL-1范围内，各待测物的浓度和峰面积呈现良好的线性关系。17种待测物的线性回归方程、线性范围、相关系数、检出限(信噪比S/N≥3)、定量限(信噪比S/N≥10)见表2。

表2 线性方程，相关系数、检出限和定量限

2.5.2 准确度与精密度以不含目标组分的样品作为加标样品，分别进行低、中、高3个水平的加标回收试验，加标浓度水平分别为0.02、0.1、0.5 mg·kg-1，每个水平6个样本。17种待测物的回收率范围为75.0%～120.0%，相对标准偏差范围为1.8%～10.0%。17种待测物的回收率及相对标准偏差的数据详见表3。

表3 17种待测物的回收率及精密度试验(n=6)

2.6 实际样品的测定本研究收集了西洋参药材35批，采用本方法进行测定，结果见表4。根据《中国药典》2015 年版(一部)西洋参项下的农残限度要求判定：五氯硝基苯不合格率为60%；六六六不合格率为8.6% ；六氯苯不合格率为8.6%；总滴滴涕残留量不合格率为5.7%；其余农药均未检出。由上可知，七氯、艾试剂、氯丹对西洋参的污染最轻，其次是六氯苯、总滴滴涕、总六六六，五氯硝基苯对西洋参的污染最为严重。本研究发现的这一结果与其他文献[5]报道一致。

表4 样品中有机氯农药的残留状况(n=35)

2.7 与药典增补的方法比较随机选取5批西洋参样品，分别按本文方法(a)和药典增补西洋参有机氯农药残留量测定方法(b)进行测定，比较所测得含量，结果见表5。由表5可见，本文方法结果比药典方法测的结果偏低，药典方法采用的气相色谱法虽然使用了双色谱柱进行定性，但依然不能解决复杂基质中共出峰干扰有机氯农药测定的问题，所以导致结果偏高。