QuEChERS/气相色谱- 串联质谱法测定宁夏菜薹中39 种农药残留

黄艳华，马少兴，李文婷，刘敦华

（1. 宁夏大学 农学院，宁夏 银川 750000；2. 吴忠市农产品质量安全检测中心，宁夏 吴忠 751100）

菜薹在宁夏种植情况良好，因其纤维含量少、糖分高、品质柔嫩、风味独特、口感好而广受港澳市民的喜欢[1-2]，被中国香港特区授予“信誉市场”的36 家内地供港蔬菜中，宁夏就有10 个。目前，宁夏很多县（市、区） 都有供港蔬菜种植基地，专业合作社达30 多家，种植面积达6 700 hm2[3-4]。随着种植面积的扩大，病害也越来越严重，农药使用也越来越频繁，在实际检测过程中发现苯醚甲环唑、啶虫脒等农药在菜薹中的检出率达到90%。在实施的国家限量标准GB 2763—2019 中，直接对菜薹的限量标准只有64 项，而香港直接对菜薹的限量标准有75 项[5-7]，我国的限量标准存在标准数量低、涉及农药品种少、不能满足风险防控管理要求等缺点。因此，建立一种简单快速、准确测定菜薹中农药多残留的检测方法，可以为芸薹类蔬菜的国家限量标准提供参考，完善我国的农药残留限量体系。

目前，专门针对菜薹中农药残留检测的研究论述较少[8-9]，杨娟等人[10]采用气相色谱- 火焰光度检测器（FPD） 法检测分析了3 种有机磷农药，但该方法检测器的灵敏度较低，农药成分以保留时间定性，检测风险较高。现阶段，以QuEChERS 前处理结合LC- MS/MS[11-14]或GC-MS/MS[15-17]的检测方法较新，提取中多采用无水硫酸镁除水，PSA、C18、GCB 净化[18-22]。潘碧枢等人[23]采用乙腈结合超声提取，经PSA、无水硫酸镁净化后离心，上清液溶剂转换，后采用三重四极杆气质联用仪检测，实现了杨梅中19 种农药的快速检测。但QuEChERS 法在浓缩残留农药的同时也浓缩了杂质，需根据不同样品优选吸附剂的种类及用量[22]。基于QuEChERS-GC-MS/MS技术，通过试验条件优化了PSA 及GCB 的用量，建立了同时检测菜薹中39 种农药残留的分析方法，以满足芸薹类蔬菜中农药残留多的检测需要。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

环己烷、乙腈、正己烷、丙酮，均为色谱纯，赛默飞世尔科技有限公司提供；无水硫酸镁、氯化钠、柠檬酸钠、柠檬酸氢二钠、乙酸，均为优级纯，天津市科密欧化学试剂有限公司提供；N- 丙基乙二胺（PSA）、石墨化炭黑（GCB），博纳艾杰尔公司提供；39 种农药标准品质量浓度1 000 μg/mL，农业部环境保护科研监测所提供。

GCMS-TQ8040 型气相三重四极体色谱质谱仪，岛津仪器有限公司产品；224-1CN 型电子天平，德国赛多利斯科学仪器有限公司产品；T25 型匀浆机，艾卡（广州） 仪器设备有限公司产品；BYDCY-36Y 型氮吹仪，上海秉越电子仪器有限公司产品；VORTEXMIXTERTX4 型旋涡混匀器，意大利VELP 公司产品；HC-3618R 型高速冷冻离心机，安徽中科中佳科学仪器有限公司产品。

1.2 试验方法

1.2.1 标准溶液的配置

准确吸取39 种农药标准品100 μL～10 mL 于棕色容量瓶中，用正己烷溶解并定容至刻度，得到10 μg/mL的标准储备液。准确移取标准储备液，用正己烷逐级稀释成质量浓度为0.010，0.020，0.050，0.100，0.200 μg/mL 的系列标准溶液。空白基质溶液氮气吹干，加入1 mL 相应质量浓度的混合标准工作溶液复溶，过0.22 μm 微孔滤膜，得到基质混合标准工作溶液，应现配现用。

1.2.2 样品制备

取代表性菜薹样品约3 kg，按四分法取样，破壁搅拌备用。样品来源于宁夏青铜峡市宁夏昌盛丰蔬菜种植现代农业公司种植基地。加标样品选择空白菜薹样品，称取10.00 g，加入100 μL 的10 μg/mL标准储备液，加标样品各组分含量为0.1 mg/kg。

1.2.3 提取

称取10.00 g 菜薹样品于50 mL 离心管中，用质量分数为1%的乙酸- 乙腈溶液10 mL 提取，匀浆2 min，置于冰箱中-20 ℃下冷冻10 min，加入无水硫酸镁4.0 g，氯化钠1.0 g，柠檬酸氢二钠0.5 g，柠檬酸钠1.0 g，涡旋振荡1 min，以转速8 000 r/min离心5 min。

1.2.4 净化

取上清液4 mL 于15 mL 离心管中，分别加入无水硫酸镁700 mg，PSA 150 mg，GCB 粉末30 mg，涡旋振荡1 min，以转速8 000 r/min 离心5 min，吸取1.0 mL 上清液，于50 ℃下水浴氮吹至近干，用正己烷溶解定容至1 mL，过0.22 μm 滤膜，供GC-MS/MS 测定。

1.2.5 色谱条件

色谱柱：SH-RXi-5SiI MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm） 石英毛细管柱；升温程序：50 ℃保持1 min，以25 ℃/min 升至125 ℃，以10 ℃/min 升至300 ℃保持15 min；进样口温度250 ℃；进样方式：不分流进样，进样量1.0 μL；载气：高纯氦气，纯度大于等于99.999%；流速1.6 mL/min。

1.2.6 质谱条件

离子源温度200 ℃，四极杆温度150 ℃，接口温度250 ℃；离子化方式：电子轰击源（EI），电子能量70 eV；扫描方式：MRM 全扫描模式，各化合物的保留时间、定量离子对、定性离子对及相对应的碰撞电压见表1。

菜薹提取液中39 种混合农药色谱图见图1，质谱参数见表1。

图1 菜薹提取液中39 种混合农药色谱图

1.3 数据处理

所有试验均进行3 次重复，所得数据采用Origin 8.0 进行作图，结果以回收率平均值±标准偏差表示。

2 结果与分析

2.1 提取溶剂的选择

果蔬中的农药残留提取溶剂大多采用乙腈、乙酸乙酯、正己烷、丙酮等单一溶剂，或者乙腈酸性溶液等。试验分别采用乙腈、1%乙酸乙腈、丙酮∶环己烷（1∶2） 作为提取溶剂，比较不同的提取液的提取效果。结果显示，采用丙酮∶环己烷（1∶2）作为提取液时，杂峰较多，且乙酰甲胺磷未检测到峰，其他农药的回收率为50.8%～113.4%；采用乙腈作为提取液时，回收率为52.8%～120.9%；采用1%乙酸乙腈作为提取液时，回收率为60.9%～139.6%，乐果、克百威、六六六等回收率明显高于乙腈和丙酮∶环己烷（1∶2）。原因也是乐果、克百威、六六六等农药在弱酸性的基质条件下较为稳定，因此试验采用1%乙酸- 乙腈提取。

表1 质谱参数

不同提取溶剂的回收率见图2。

2.2 提取方式的选择

图2 不同提取溶剂的回收率

试验对比了3 种处理方式对提取效果的影响，分别是：①加混合盐（4.0 g 无水硫酸镁，1.0 g 氯化钠，1.0 g 柠檬酸钠，0.5 g 柠檬酸氢二钠） 后直接振荡；②匀浆后加混合盐再振荡；③匀浆后，置于冰箱中-20 ℃下冷冻10 min，加入混合盐再振荡。结果表明，匀浆提取后农药的回收率比不匀浆高；匀浆冷冻后加混合盐比匀浆后不冷冻直接加混合盐的回收率要高。因为无水硫酸镁在吸水过程中放热剧烈，易对乙酰甲胺磷、百菌清等热敏感农药造成损失，冷冻后再加入混合盐放热比较温和，不会导致热不稳定性的农药分解，同时可以提高提取效率。

不同提取方式的回收率见图3。

试验采用提取方式③，匀浆后置于冰箱中-20 ℃下冷冻10 min，加入无水硫酸镁4.0 g，氯化钠1.0 g，柠檬酸钠1.0 g，柠檬酸氢二钠0.5 g，振荡离心。

2.3 净化条件的优化

QuEChERS 法常用的净化剂有PSA，C18，GCB等。PSA 可以吸附样品基质中的脂肪酸、碳水化合物、酚类、有机酸及少量的色素，GCB 可以去除甾醇类、色素、非极性干扰物等，C18 去除脂肪等干扰物，因为菜薹基质色素含量高而脂肪含量极少，因此不考虑C18 用量。取离心后上清液4 mL，添加水平0.1 mg/kg，考查PSA，GCB 的用量对目标化合物回收率的影响。

2.3.1 PSA 用量的优化

PSA 基质分散剂的主要成分为N- 丙基乙二胺，有2 个氨基，pKa 值分别为10.1 和10.9，比NH2柱有更强的离子交换能力。因为PSA 的极性吸附作用，用量过多会使农药中的-OH，-NH，-SH 形成氢键，造成对这些农药的吸附。试验采用标准加入法分别对PSA 使用量为90，120，150，180，220，250 mg的净化效果进行了试验。结果显示，随着PSA 用量增加，不同农药的回收率呈现先上升后下降的趋势，在PSA 用量为150 mg 时，回收率达到最好。说明在150 mg PAS 下对目标物的萃取率较高，随着PSA 用量增加，会对目标物产生吸附或阻碍萃取剂对目标物进行萃取，因此试验选择PSA 用量为150 mg。

不同PSA 用量对部分农药回收率的影响见图4。

2.3.2 GCB 用量的优化

石墨化碳黑分子结构为6 个碳原子构成的平面六角结构，可以除去样品中的色素，但在净化基质的同时，添加量过多，会对五氯硝基苯、百菌清等平面结构的农药造成吸附。试验采用标准加入法分别比较了GCB 用量为10，20，30，40，50，60 mg的回收试验。结果表明，对于色素含量较高的菜薹，GCB 用量为30 mg 时就能使溶液变得较为澄清，且目标农药的吸附较少，目标农药的回收率都能达到70%以上，随着GCB 用量的增多，溶液变得更为澄清，但对六六六、百菌清、五氯硝基苯等农药的吸附也越多，回收率呈现下降趋势。所以，试验选择GCB 用量为30 mg。

图4 不同PSA 用量对部分农药回收率的影响

不同GCB 用量对部分农药回收率的影响见图5。

图5 不同GCB 用量对部分农药回收率的影响

2.4 方法的线性范围

配制0.010，0.020，0.050，0.100，0.200 μg/mL的基质混合标准溶液，在优化的条件下进行测定。以被测物峰面积对其质量浓度建立工作曲线。结果表明，39 种农药目标分析物在0.010～0.200 μg/mL 的线性范围内，相关系数R2在0.992～0.999，方法的检出限（LOD，S/N=3） 和定量限（LOQ，S/N=10） 分别为0.1～2.5 μg/kg 和0.3～8.0 μg/kg。在已知不含目标农药的阴性菜薹样品中分别添加0.010，0.050，0.100 mg/kg 的目标农药，同时做空白基质对照，按上述优化后的方法分别进行6 次平行测定，计算各农药的平均回收率和相对标准偏差（RSD）。

39 种农药的线性方程、相关系数、检出限、定量限及3 个水平的添加平均回收率和相对标准偏差见表2。

从表2 可看出，平均回收率范围为71.9%～118.7%，相对标准偏差（RSD） 为1.00%～9.79%，符合农药残留的分析要求。

表2 39 种农药的线性方程、相关系数、检出限、定量限及3 个水平的添加平均回收率和相对标准偏差

2.5 实际样品的测定

对吴忠市其他基地的20 份菜薹按照试验所建立的方法进行检测。检出农药有啶虫脒2 份，含量为0.12 mg/kg 和0.23 mg/kg；苯醚甲环唑、氯氰菊酯各1 份，含量分别为0.08 mg/kg 和0.04 mg/kg，检出含量均小于GB 2763—2019 中最大残留限量值（啶虫脒0.4 mg/kg，氯氰菊酯1 mg/kg，苯醚甲环唑未规定），3 种农药为普通杀菌剂和杀虫剂，其余农药均未检出。

3 结论

建立了QuEChERS 结合GC-MS/MS 法同时测定菜薹中39 种禁限用和高风险农药多残留的定量测定和确证方法，该检测方法能较好地排除复杂基质干扰，方法快速简便、灵敏度高、重现性和稳定性好，适用于菜薹中农药多残留的快速批量检测。该方法的检出限（LOD） 为0.1～2.5 μg/kg，定量限（LOQ）为0.3～8.0 μg/kg，加标回收率为71.9%～118.7%，可满足菜薹中多种农药残留检测需要。