UPLC-MS/MS在果蔬氨基甲酸酯类农药检验中的应用进展

杨如箴，李 佳，姚思辰，刘 伟

（1.伊犁州农业技术推广总站，新疆伊宁 835000；2.伊犁师范大学自治区教育厅普通高校重点实验室，新疆伊宁 835000）

0 引言

农药在农业生产实践中广泛用于控制害虫、植物病害和杂草，以提高作物的产量和质量。截至目前，我国处于有效登记状态的农药有效成分达689个，产品41 523个。此外，在全球范围内有近1 400种农药销售和使用，体现了农药是现代化农业中的重要作用[1]。常用的农药包括氨基甲酸酯类、有机磷类、有机氯类和拟除虫菊酯类等四大类。其中，氨基甲酸酯类农药（N-methylcarhamates，NMCs） 是一类高效、广谱型杀虫剂，具有代谢迅速、分解快、残留期短的特性，在果蔬种植中得到了广泛应用[2]。然而，在果蔬种植过程中缺乏对农药使用的监管，加之该类农药本身具有遗传毒性和细胞毒性，导致人畜中毒现象时有发生[3]。因此，国际食品法典委员会和欧盟等国际组织，以及主要贸易国家对氨基甲酸酯类农药在食品中的最大残留限量都做了严格限量规定。

1 对氨基甲酸酯类农药残留的检测方法

目前，国内外对氨基甲酸酯类农药残留的检测方法主要有气相色谱法（GC）、气相色谱-质谱法（GC-MS）、液体相色谱（HPLC）、液相色谱-质谱法（HPLC-MS） 等[4-7]。气相色谱法不适用于测定非挥发性或热不稳定农药，这使液相色谱成为农药残留物分析的最佳选择。然而，液相分析试验操作繁琐，消耗大量时间和流动相，分离度、灵敏度不佳，难以完成批量样品快速检测[8]。因此，一种基于小颗粒填料（填料粒径仅1.7 μm） 和高压（达105 kPa以上） 的色谱技术-超高效液相色谱（UPLC）应运而生并成功应用于农药残留检测，大大提高了分离度、灵敏度，提高了工作效率[9]。超高效液相色谱-串联质谱法（UPLC-MS/MS）可有效避免假阳性结果并能提供痕量水平的量化结果，其高准确度、高灵敏度的特点还可用于农药产品中隐性成分的检测[10]。通过查阅近5年的文献资料，对UPLC-MS/MS在果蔬氨基甲酸酯类农药检验中的应用进行简要综述，以期为更好地运用该技术提供参考信息。

2 UPLC-MS/MS在果蔬氨基甲酸酯类农药检验中的应用

杭学宇等人[11]采用响应面法优化了QuEChERS对蔬菜样品前处理条件，利用UPLC-MS/MS对蔬菜样品中6种农药残留进行测定，发现样品氨基甲酸酯类农药含量为0.200～100 μg/L，峰面积有良好的线性关系，检出限为0.08～0.38 μg/kg，3个水平的加标回收率为81.0%～111%，相对标准偏差（n=6） 为2.8%～4.9%。冯婉莹等人[12]在QuEChERS前处理基础上，针对菠菜中残留的5种氨基甲酸酯类农药建立UPLC-MS/MS检测法，所测定的6种残留药物的工作曲线线性范围为0.1～20.0 μg/L，相关系数大于0.999 1，并测得其检出限和定量限分别为0.10～0.20 μg/kg和 0.25～0.50 μg/kg，加标回收率在 91.0%～101.0%，测定值（n=5） 的相对标准偏差为2.15%～5.57%。该测定方法具有灵敏度高、回收率高、重复性好、可操作性强等特点，适用于菠菜中氨基甲酸酯类农药检测。褚乾梅等人[13]采用QuEchERs对果蔬样品进行前处理，通过该方法优化实现12种氨基甲酸酯类农药在ZOBRAX Eclipse XDB-C18柱上基线分离，建立了快速、灵敏、高效的UPL-MS/MS检测方法，该方法在质量浓度范围内线性关系良好，相关系数均大于0.996 6，检出限为0.1 μg/L，加标回收率为80%～127%，相对标准偏差为1.1%～10.2%。马合勤等人[14]对蔬菜样品经乙腈提取、小柱净化，对4种氨基甲酸酯类农药残留进行UPLC-MS/MS检测。结果表明，质量浓度范围为0.025～0.800 μg/L时，氨基甲酸酯类农药及其代谢物的线性关系良好，相关系数为0.997 4～0.999 8，在质量浓度为 0.02～0.20 mg/kg 时，回收率为84.4%～109.9%，相对平均偏差为0.2%～12.4%。黄玉宾等人[15]采用UPLC-MS/MS快速测定果蔬样品中8种氨基甲酸酯类农药残留含量，该方法检出限为0.002 51～0.007 62 mg/kg，回收率为76%～110%，相对标准偏差为2.1%～6.7%。李晓东等人[16]在QuEChERS基础上对前处理进行改进，建立蔬菜中17种氨基甲酸酯类农药残留的UPLC-MS/MS检测方法。结果表明，17种待测农药的质量浓度为0.5～50.0 μg/L范围内且线性关系良好，相关系数大于0.999 0，检出限为 0.3～1.6 μg/kg，对3个质量浓度水平进行添加回收试验，平均加样回收率为61.0%～107.6%，测定结果的相对标准偏差为1.6%～17.6%（n=6）。赵晓琳等人[17]利用UPLC-MS/MS检测芦笋中20种氨基甲酸酯类农药残留，对4类芦笋空白基质添加0.005～0.050 mg/kg农药样品进行回收率试验，回收率为62.44%～85.99%，定量限为0.005 mg/kg，相对平均偏差均小于9%。为适应食品安全风险监测工作需要，卢忠魁等人[18]建立了可批量快速筛查6种氨基甲酸酯类农药及其代谢物的多残留UPLC-MS/MS检测方法，该方法检出限0.01 mg/kg，在质量浓度0.025～2.000 μg/L内有良好线性关系，相关系数为0.997 9～0.999 7，加样回收率为62.3%～114.0%，相对标准偏差2.53%～12.00%，适用于果蔬样品中氨基甲酸酯类农药多残留快速检测，但该方法对克百威的测定中存在一定的物质干扰。宋鑫等人[19]建立全自动凝胶渗透色谱-固相萃取净化-超高效液相色谱-串联质谱法（GPC-SPE-UPL-MS/MS）定量测定蔬菜中7种氨基甲酸酯类农药残留的方法。结果表明，该方法检出限为 0.12～0.31 μg/kg（S/N=3），加标回收率为80.3%～105.1%，相对标准偏差为1.03%～7.10%，峰面积呈现良好线性关系（r≥0.999 0）。该方法有效去除了样品中大分子基质干扰，简化了前处理的操作，分析时间短、检测性好、灵敏度高，适用于氨基甲酸酯类农药残留检测，同时也为样品前处理提供了新的思路。另有研究建立了基于石墨烯为填料的固相萃取结合UPL-MS/MS测定果汁样品中氨基甲酸酯农药残留量的方法，样品前处理12 min没完成，洗脱液用量仅为1.5 mL。在优化的条件下，获得了良好的线性关系（R＞0.999） 和较低的检出限 （0.002 2～0.033 0 ng/mL）。加标回收率为 80.90～124.60%，相对标准偏差小于4.88%，与市售吸附剂相比，石墨烯的萃取效率更高。

3 结语

随着全球农业生产的发展，植物病害防治越来越重要。目前，植物病害的防治主要依赖农药来有效控制植物病原物的生长和传播，但是过量的化学防治带来的食品健康和环境负面效应不可忽视。因此，农药残留的检测技术引起了广泛的关注。氨基甲酸酯类农药是果蔬种植中应用范围最广的农药，可经消化道和呼吸道迅速被机体吸收，能够抑制机体内乙酰胆碱酯酶的活性，对中枢及外周神经系统具有毒副作用，造成人体慢性中毒。随着氨基甲酸酯类农药造成的环境和食品问题的日益突出，建立快速、灵敏、有效、更适合基层实际需要的氨基甲酸酯类农药残留检测方法，仍然是未来研究所关注的重点与热点。