气相色谱串联质谱法用于茶叶中多种农药残留的分析检测

刘俊俊 李诗琴 万建春 占春瑞 罗秋红 张 丽

(南昌海关技术中心，江西 南昌 330038)

茶叶因具有芳香的味道及其药用价值而备受消费者的亲耐，有文献报道，茶叶具有抗氧化、抗菌、抗癌、抗炎作用[1-2]。然而，茶叶的种植过程中却易受到多种害虫和杂草的影响。

为解决上述问题，茶农在茶作物生长中常用到杀虫剂和除草剂，因农药的降解速度较慢，所以茶叶中会有农药物质的残留。但是，茶叶中不安全的农药残留与神经性逻辑功能障碍和疾病有关联[3]，且我国是茶叶生产和出口的大国，随着欧盟等国对茶叶中农药残留限量标准的提高，我国茶叶的出口受到了一定的影响，因此，对茶叶中农药残留量的监测具有重要的意义。

目前多种农药残留的检测方法主要集中在高效液相色串联质谱(HPLC-MS-MS)[4-5]、气相色谱质谱法(GC-MS)[6-7]、气相色谱串联质谱法(GC-MS-MS)[8-9]、气相色谱电子捕获法(GC-ECD)[10-11]、气相色谱火焰光度法(GC-FPD)[12-13]等。ECD主要用于检测具有较高电负性的化合物，灵敏度高，选择性好，但有一定的局限性；FPD又称硫、磷检测器，局限于含硫、磷化合物的分析检测；MS-SIM虽然可用于农药残留的定性与定量，但是用于复杂基质的时候，相对于MS-MS其分辨率及灵明度大大降低了；MS-MS是一款灵敏度好，选择性好、适用范围宽的检测器，MS-MS结合气相色谱和液相色谱能够用于大多数农药残留物质的分析检测。

本文采用气相色谱串联质谱技术，建立了茶叶中56种农药残留物质的检测，并对486批茶叶中这56种农药进行了监测。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

TSQ 8000三重四极杆气质联用仪，配有电子轰击源(EI)(美国Thermo Fisher Scientific公司)；均质器(德国IKA公司)；旋转蒸发仪(瑞士BUCHI)；TPT固相萃取小柱(1200mg/12mL，博纳艾杰尔科技)；Cleanert MAS-Q(C18400mg、PSA400mg、PC60mg、MgSO412g，博纳艾杰尔科技)；电子天平(赛多利斯科学仪器有限公司)；离心机(上海安亭科学仪器厂)；涡旋振荡器(德国IKA公司)；超纯水装置(美国MILLIPORE CO.)；有机相滤膜(0.22μm，上海安谱实验科技有限公司)。

乙腈(色谱纯，国药有限公司)；乙酸乙酯、甲醇、丙酮(色谱纯，默克有限公司)；无水硫酸钠(分析纯，西陇科学股份有限公司)；甲苯(分析纯，化学试剂)。

1.2 标准溶液的配制

准确称取5～10mg(精确至0.1mg)各农药标准物质于10mL容量瓶中，根据标准物质的溶解性选择甲苯、乙酸乙酯、丙酮、甲醇等溶剂溶解并定容至刻度，配制标准储备溶液，避光-18℃保存，有效期为1年。

取一定量的上述各物质的单标溶液于10mL容量瓶中，用甲苯定容至刻度，配制成浓度为10mg/L的混合标准中间液，避光4℃保存，有效期为1个月；其中三氯杀螨醇现配现用。

1.3 茶叶前处理

称取茶叶粉5.00于50mL离心管中，加入20mL乙腈，另加入20mL乙腈于洁净的50mL离心管中(用于清洗均质器，清洗液备用)，12000r/min均质提取1min，4200r/min离心5min，取上清液于鸡心瓶中，残渣再加上述清洗液涡旋提取1min，4200r/min离心5min，合并二次提取上清液，在40℃以下旋转蒸发浓缩至1～3mL。将活化后的TPT柱转移至25mL玻璃离心管上，将样品浓缩液转移至TPT柱上，样品被全部吸附后，用2mL乙腈+甲苯(3+1)洗涤鸡心瓶(涡旋)，并将洗涤液移入柱中，重复操作三次以上，继续用乙腈+甲苯(3+1)洗涤柱，直至收集流出液共25mL，将净化液在≦40℃下氮气吹至近干，用乙酸乙酯定容至1mL，过滤膜，装入进样瓶中，供气相色谱串联质谱仪分析检测。

1.4 色谱分析条件

色谱柱：Thermo Fisher TQ-5MS(30m×0.25mm×0.25μm)石英毛细管柱；载气：氦气(纯度≥99.999%)，流速1.2mL/min；进样口温度为270℃；升温程序：初始温度为50℃，保持2min，以50℃/min升至150℃，再以5℃/min升至200℃，最后以16℃/min升至280℃，保持10min；进样量1μL；进样方式：不分流进样。

质谱条件：EI源能量：70eV；离子源温度：300℃；气相与质谱接口温度：280℃。

2 结果与讨论

2.1 GC-MS/MS仪器条件的优化

实验中优化了气相色谱的升温程序，在已优化的条件下，对各个农药物质进行全扫以及SRM模式扫描，确定了各物质的质谱参数，结果见表1。

表1 56种农药的保留时间、质谱分析参数、线性范围、检出限、回收率与相对标准偏差(n=6)

NoCompoundtR(min)Transition(m/z)CE(ev)Linear range(μg/L)r2Added(mg/kg)Recovery(%)RSD(%)46Pyridaben(哒螨灵)20.79147.1/117.1*,148.2/118.120,2020～5000.99810.0284.27.7047Cyfluthrin(氟氯氰菊酯)21.11206.0/151.0*,206.0/177.025,2520～5000.99930.0295.73.7248Cypermethrin(氯氰菊酯)21.37181.0/127.1*,181.0/152.030,2520～5000.99850.0288.17.1249Flucythrinate(氟氰戊菊酯-1)21.86451.1/199.0*,451.1/225.035,1520～5000.99930.02100.68.5350Flucythrinate(氟氰戊菊酯-2)22.11451.1/199.0*,451.1/225.035,1520～5000.99890.0286.74.9751Fenvalerate(氰戊菊酯)22.50167.0/89.0*,167.0/125.032,1020～5000.99750.0285.36.7652Esfenvalerate(高氰戊菊酯)22.81167.0/125.0*,225.1/119.110,1820～5000.99940.0287.67.9153Deltamethrin-1(溴氰菊酯-1)23.41252.8/92.9*,252.8/172.016,820～5000.99830.0290.66.7854Difenoconazole(苯醚甲环唑)23.48265.0/202.1*,323.0/265.016,1420～5000.99920.0283.56.7855Deltamethrin-2(溴氰菊酯-2)24.29252.8/92.9*,252.8/172.016,820～5000.99970.0289.69.0856Dimethomorph(烯酰吗啉)24.62165.1/77.1*,301.1/165.125,2020～5000.99890.0289.49.58

2.2 样品前处理方法的选择

茶叶的基质较为复杂，为了得到较准确的结果，本文探讨了不同的茶叶前处理方法：

(1)QuEChERS方法：称取阴性茶叶粉2.0g，置于50mL离心管中，添加一定浓度的标准品后，加入10mL水，静置1h，加入15mL乙腈、4.0g硫酸镁和1.0g氯化钠，手动剧烈振摇1min，6000r/min离心5min，取上清液5mL至于MAS净化包中，涡旋1min，6000r/min离心5min，取上清液5mL与15mL玻璃离心管中，氮吹至近干，乙酸乙酯定容至1mL，涡旋溶解，过滤膜，装入进样小瓶中，供GC-MS-MS分析检测。

(2)改进的GB/T 23204-2008[14]方法：称取茶叶粉5.00g于50mL离心管中，添加一定浓度的标准品后，加入20mL乙腈，另加入20mL乙腈于洁净的50mL离心管中(用于清洗均质器，清洗液备用)，12000r/min均质提取1min，4200r/min离心5min，取上清液于鸡心瓶中，残渣再加上述清洗液涡旋提取1min，4200r/min离心5min，合并二次提取上清液，在40℃以下旋转蒸发浓缩至1～3mL。将活化后的TPT柱转移至25mL玻璃离心管上，将样品浓缩液转移至TPT柱上，样品被全部吸附后，用2mL乙腈+甲苯(3+1)洗涤鸡心瓶(涡旋)，并将洗涤液移入柱中，重复操作三次以上，继续用乙腈+甲苯(3+1)洗涤柱，直至收集流出液共25mL，将净化液在≦40℃下氮气吹干仪吹干，用乙酸乙酯定容至1mL，过滤膜，装入进样瓶中，供气相色谱串联质谱仪分析检测。

QuEChERS相比GB/T 23204-2008方法而言，前处理简单，耗时短，所用到的有机溶剂少，对环境造成的二次污染小，但因填料对一些农残物质有吸附作用，从而导致物质(抗蚜威)的回收率较低，不满足分析检测的要求；且QuEChERS方法的净化效果较差，色素未能完全除掉，对柱子以及检测器的损害较大。采用(2)的前处理方法，色素及其杂质去除较为完全，各物质的回收率在70%～120%之间，满足分析的要求，因此实验中选择Cleanert TPT固相萃取小柱对茶叶进行前处理。这两种方法中的蒽醌回收率均较低，故只做定性分析。

2.3 线性方程、线性范围和检出限

为了减少基质的影响，定量所用的工作曲线应采用茶叶基质配置。将56种农药标准品采用逐级稀释的方法配置成0.02mg/L，0.05mg/L，0.10mg/L，0.20mg/L，0.50mg/L的混合标准工作溶液，在已优化的仪器条件下，以峰面积对浓度进行线性拟合，结果表明：所有农残标准品曲线在0.02mg/L～0.05mg/L的范围内线性关系良好，相关系数均在0.99以上，结果见表1，检出限为0.01mg/kg。

2.4 回收率及精密度

选取绿茶、乌龙茶、红茶、花茶、白茶、普洱茶阴性的茶叶，加入浓度分别为0.02mg/kg、0.04mg/kg、0.08mg/kg的农药残留混标物质进行加标回收试验，每个水平平行测定六次，样品按照1.3.2的方法处理后，按1.4的条件进行检测。结果表明：三水平的回收率在73.2%～116%之间，RSD在2.01%～10.8%之间，表1中列出了茶叶中添加浓度为0.02mg/kg时各物质的回收率和相对标准偏差，表明方法准确可靠，可用于实际样品的分析检测。

2.5 实际样品的检测

采用该方法对486批茶叶进行检测。样品基质包括绿茶(n=257)、红茶(n=184)、花茶(n=30)、乌龙茶(n=6)、白茶(n=6)、普洱茶(n=1)、杜仲茶(n=1)。检出182批次，检出率为37.4%，检出的物质有氟氯氰菊酯、甲氰菊酯、溴氰菊酯、联苯菊酯、毒死蜱、氯氟氰菊酯、氯菊酯、氰戊菊酯、高氰戊菊酯、氯氰菊酯、三唑醇、三唑酮、哒螨灵、噻嗪酮、硫丹、三氯杀螨醇、三唑磷、水胺硫磷、丙溴灵、乐果、六氯苯、氟虫腈、啶虫脒、滴滴涕、苯醚甲环唑、八氯二丙醚、六六六、氟啶脲、烯酰吗啉、喹硫磷、莠灭净。在所有检出的农药残留中联苯菊酯的检出率最高，达到了27.2%，氯氟氰菊酯(19.3%)次之，毒死蜱14.6%，甲氰菊酯13.0%，氯氰菊酯11.1%，硫丹7.0%，哒螨灵6.8%，噻嗪酮6.8%，其余物质的检出率均小于5.0%；乐果、氟啶脲、六六六、莠灭净、喹硫磷、烯酰吗啉、八氯二丙醚、氟虫腈、三唑酮只有一到两个茶叶中有检出，图1是茶叶中农药残留检出率较高的物质。

图1 茶叶中农药残留检出率较高的物质

本文还对样品数量较多的绿茶、红茶和花茶基质的农药残留物质检出率做了统计分析，发现不同基质中农药残留物质的检出情况有所差异，从整体来看，花茶中这几种物质的检出率都比较高，红茶中除噻嗪酮外其余七种物质的检出率均高于绿茶，结果见表2。

表2 不同基质中农药残留量检出情况

从检测的数据来看，486批茶叶中，没有超出GB 2763-2019[15]标准规定的限量。农业部第199号公告中禁止使用六六六、滴滴涕，但仍有一到两个茶叶中检出六六六，是因为该农药很难降解，土壤中有该农药的残留，茶树生长富集而导致茶叶中有检出，相比六六六而言，滴滴涕的检出率较高，除因为土壤中有残留外，可能还与三氯杀螨醇农药的使用有关联，因三氯杀螨醇是采用滴滴涕为原料生产的[16]，且三氯杀螨醇不稳定，极易降解生成滴滴涕，有文献报道三氯杀螨醇十天内的降解率达到了95%[17-18]，GB 2763-2019中三氯杀螨醇的限量为0.2mg/kg，且农业部在发布2445号公告后，决定撤销三氯杀螨醇的农药登记，且自2018年10月1日起，全面禁止三氯杀螨醇的销售和使用[19]。

3 结论

本文利用气相色谱串联质谱技术，采用改进的GB/T 23204-2008前处理方法，建立了茶叶中多种农药残留物质的分析方法。用所建立的方法对486批茶叶进行检测，并对数据进行了统计和分析，得到目前茶叶中的农药以毒性相对较低、降解较容易的菊酯类物质为主，且不同基质的茶叶中农药残留物质的检出有一定的差异性，但所检测的486批茶叶中的农药残留量均未超出国家限量标准。