QuEChERS-HPLC-MS/MS测定18种农药在5种食用菌中的基质效应

2021-02-26阮碧媛

福建农业科技 2021年12期

摘要：研究18種农药在5种食用菌基质中产生的基质效应。以杏鲍菇、平菇、银耳、香菇、双孢菇为研究对象，分别添加0.05、0.10、0.20 μg· mL-13个浓度水平的18种农药，采用QuEChERS结合HPLC-MS/MS方法进行测定，最终以基质标准点与溶剂标准点峰面积比评估18种农药在5种食用菌中产生的基质效应。结果表明：18种农药在5种基质中主要表现为基质减弱效应，且不同添加水平对农药基质效应强度影响不显著。甲拌磷和辛硫磷在杏鲍菇中的基质效应最为显著，|ME|最高值分别为47.9%和35.81%，多菌灵在杏鲍菇、平菇和银耳中的ME范围在-33.30%～-22.25%，阿维菌素在杏鲍菇和香菇中的ME范围在-28.44%～-20.11%，3羟基克百威和甲拌磷亚砜在香菇中的ME范围分别在-26.82%～-23.90%和-34.37%～-24.28%，灭多威在杏鲍菇中的ME范围在-32.68%～-27.20%，均为中等基质效应。双孢菇中18种农药均表现为弱基质效应。采用HPLC-MS/MS测定杏鲍菇等5种食用菌中阿维菌素等18种农药残留时，除阿维菌素、多菌灵、灭多威、3羟基克百威、甲拌磷亚砜、甲拌磷、辛硫磷外，其余农药可忽略基质效应，仅需配制溶剂标准曲线进行定量。

关键词：基质效应;食用菌;农药残留;高效液相色谱-串联质谱;QuEChERS

中图分类号：S 481.8 文献标志码：A 文章编号：0253-2301（2021）12-0078-07

DOI： 10.13651/j.cnki.fjnykj.2021.12.013

Determination of Matrix Effects of 18 Pesticides in 5 Edible Fungi by QuEChERS-HPLC-MS/MS

RUAN Bi-yuan

（Ningde Agricultural Product Quality and Safety Inspection and Testing Center， Ningde， Fujian 352100， China）

Abstract： The matrix effect of 18 pesticides on 5 edible fungi substrates was studied in this paper. By taking pleurotus mushroom， oyster mushroom， tremella， mushroom and double spore mushroom as the research objects， they were added with 18 pesticides at the concentrations of 0.05， 0.10 and 0.20 μg·mL-1， respectively. The methods of QuEChERS combined with HPLC-MS/MS were used for the determination， and finally the matrix effects of 18 pesticides in the five edible fungi were evaluated by the peak area ratio of substrate standard point to solvent standard point. The results showed that the 18 pesticides mainly showed the substrate weakening effect in 5 substrates， and different supplemental levels had no significant effect on the matrix effect intensity of pesticides. The matrix effect of phorate and phoxim in pleurotus mushroom was the most significant， and the maximum value of | ME | was 47.9% and 35.81%， respectively; The ME of carbendazim in pleurotus mushroom， oyster mushroom and tremella ranged from -33.30% to -22.25%; The ME of abamectin in pleurotus mushroom and mushroom ranged from -28.44% to -20.11%; The ME of 3-hydroxycarbofuran and phorate-sulfoxide in mushroom ranged from -26.82% to

-23.90% and -34.37% to -24.28%， respectively; The ME of methomyl in pleurotus mushroom ranged from -32.68% to -27.20%， with medium matrix effect. All of the 18 pesticides in double spore mushroom showed weak matrix effect. When HPLC-MS/MS was used to determine the residues of 18 pesticides in 5 kinds of edible fungi， including pleurotus mushroom， oyster mushroom， tremella， mushroom and double spore mushroom， in addition to abamectin， carbendazim， methomyl， 3-hydroxycarbofuran， phorate-sulfoxide， phorate and phoxim， the matrix effect of other pesticides could be ignored， and only the standard curve of solvent was prepared for quantification.

Key words： Matrix effect; Edible fungi; Pesticide residues; HPLC-MS/MS; QuEChERS

食用菌富含丰富的多糖、氨基酸、蛋白质和矿物元素等对人体有益的营养物质，具有特殊的食用价值和药用价值[1-2]。“十三五”期间，我国食用菌产业生产总值突破了3000亿元，跃居国内农业生产的第5位，成为我国农业经济中的重要组成部分[3-4]。然而，食用菌生产周期短、环境相对封闭，病虫害一直是影响食用菌生产和品质的主要因素[5]。目前，食用菌专用农药较少，生产中大多使用水果蔬菜农药，加之菇农农药使用不规范，极易造成食用菌农药超标，影响产品质量，危害人体健康[6]。开展农药残留检测是确保食用菌质量安全的有效途径，也是监管部门执法的有利依据。

基质效应（matrix Effect，ME）是指样品中除目标分析物以外，其他成分对待测物测定值的影响，即基质对分析方法准确测定分析物能力的干扰[7]。在农药残留的检测过程中，基质效应严重影响着待测物的信号响应值，进而影响最终检测结果的准确性，无法为监管部门提供强有力的技术支持，为此进行基质效应的研究十分必要。许文娟等[8]利用液相色谱串联质谱法测定5种蔬菜中17种氨基甲酸酯类农药的基质效应，发现大葱等5种常见蔬菜对17种氨基甲酸酯农药存在不同程度的基质效应，且多数呈基质抑制效应;贾晓菲等[9]利用气相色谱研究了20种有机磷农药在蔬菜、水果、茶叶、谷物中的基质效应，发现茶叶中的基质效应较蔬菜、水果、大米基质大;高娜等[10]利用HPLCMS/MS测定不同蔬菜中农药多残留的基质效应，发现经QuEChERS方法净化后，可以使30种蔬菜中基质效应较强农药的基质效应显著减弱。然而，目前针对食用菌中农药的基质效应的研究较少，尤其是使用HPLCMS/MS研究不同种类食用菌中农药基质效应文献并不多见。

本研究采用QuEChERS前处理结合HPLCMS/MS 检测方法，以杏鲍菇等5种常见食用菌为材料，探讨基质效应对18种农药残留检测的影响，为食用菌的质量控制以及相关的食品安全监管提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验以杏鲍菇、平菇、银耳、香菇、双孢菇为研究对象，均来自中心日常检测中无农药残留的阴性样品。

1.2 仪器与试剂

1.2.1 仪器 LCMS8050高效液相色谱串联质谱仪（日本岛津制作所）、PL602E百分之一电子天平（梅特勒托利多国际有限公司）、318KS高速冷冻离心机（德国Sigma公司）、EVAP111氮吹仪（美国Organomation公司）、移液器（德國 VITILAB公司）（20～1000）μL。

1.2.2 试剂乙腈、甲醇（色谱级，上海安谱公司）、NaCl（分析纯，上海安谱公司），18种农药标准品（100 μg·mL-1，农业部环境保护科研监测所）、净化试剂包（59825056分散固相萃取净化管，安捷伦科技有限公司）。

1.2.3 标准溶液单标工作液：分别吸取氧乐果等18种农药100 μg· mL-1 标准品0.1 mL于10 mL容量瓶中，用甲醇定容，配置成1.0 μg·mL-1的单标工作液。

混合标准储备液：吸取氧乐果等18种农药100 μg·mL-1 标准品0.5 mL于10.0 mL容量瓶中，用甲醇定容，配置成5.0 μg·mL-1的混合标准储备液。

溶剂标准工作液：吸取适量的混合标准储备液，用甲醇水（1+1，V/V）逐级稀释0.01、0.05、0.10、0.20、0.30 μg·mL-15个浓度的工作液（B），用于标准曲线测定。

基质标准工作液：吸取适量的混合标准储备液，分别用5种阴性基质液逐级稀释成0.05、0.10、0.20 μg·mL-13个浓度的基质标准工作液（A）。

1.3 试验方法

1.3.1 样品前处理称取10 g（精确至0.01 g）阴性样品于50 mL离心管中，加入20 mL的乙腈，混合后超声提取20 min，加入5 g NaCl，混合后离心（5000 r·min-1）3 min。吸取10 mL的上清液，加入净化试剂包中，振荡1 min后离心（5000 r·min-1）3 min，取上清液5 mL，40℃ 氮吹至干，加入5 mL甲醇水（1+1，V/V）溶液，漩涡振荡，过0.22 μm有机滤膜，备用。

1.3.2 色谱条件流动相A：0.1 %甲酸水，流动相B：乙腈。梯度洗脱程序：0～1 min，10%B;1～3 min，10%B～50%B;3～7min，50%B～75%B;7～8 min，75%B～95%B;8～11 min，95%B;11～13 min，10%B。流速：0.4 mL·min-1;色谱柱 C18 （2.1 mm×100 mm，2 μm ）;柱温：40℃;进样体积：5 μL。雾化气流量：3 L·min-1;干燥气流量：10 L·min-1;加热气流量：10 L·min-1;接口温度：300℃;脱溶剂管（DL）温度250 ℃;加热块温度400 ℃;ESI 电喷雾离子源，正负离子模式，多反应监测（MRM）。

1.3.3 质谱检测条件逐一用1.2.3中配制的1.0 μg·mL-1的单标工作液，用全扫描（SCAN）正负离子模式，扫面范围50～1000 m/z，找到信号最强的化合物离子和相对应的离子模式，确定保留时间。用单一扫描（SIM）模式进一步确定前体离子，再对前体离子进行不同电压下的产物离子扫描，剔除杂质峰的干扰。进而确定定量离子对、定性离子对以及碰撞电压，最终获得该化合物的多反应监测（MRM）的方法。分别对1.2.3中配制的溶剂标准工作液和基质工作液进行进样，每个水平重复3次。

1.3.4 基质效应评价试验采用同浓度下基质标准工作液（A）和溶剂标准工作液（B）的峰面积的相对比值来评价基质效应[11]。

ME=（A峰面积B峰面积-1）×100%

当ME>0时，为基质增强效应;当ME<0时，为基质减弱效应。|ME|≤20%，表现为弱基质效应，20%<|ME|< 50%，表现为中等基质效应，|ME|≥ 50%，表现为强基质效应。

2 结果与分析

2.1 质谱检测参数的优化

经试验，优化得到氧乐果等18种农药最佳的离子对、碰撞能、扫描模式等质谱条件（表1），且在10 min内各农药分离度良好（图1）。其中除虫脲和灭幼脲负离子扫描模式下离子响应值高于正离子扫描模式，其他农药均正离子扫描模式响应高于负离子扫描模式。

2.2 18种农药在5种食用菌中的基质效应比较

通过1.3.4的基质效应计算公式，计算出5种食用菌基质中的ME值，统计数据RSD均小于5%，表明数据具有较好的稳定性（表2）。18种农药在5种食用菌基质中存在不同程度的基质效应，大多数农药ME<0，表现为基质减弱效应;个别农药ME>0，存在可忽略的基质增强效应。甲拌磷和辛硫磷在杏鲍菇中的基质效应最为显著，|ME|最高值为47.9%和35.81%，多菌灵在杏鲍菇、平菇和银耳中的ME范围在-33.30%～-22.25%，阿维菌素在杏鲍菇和香菇中的ME范围在-28.44%～-20.11%，3羟基克百威和甲拌磷亚砜在香菇中的ME范围分别在-26.82%～-23.90%和-34.37%～-24.28%，灭多威在杏鲍菇中ME范围在-32.68%～-27.20%，均为中等基质效应。氧乐果、噻虫嗪、克百威、吡虫啉、乐果、甲萘威、甲拌磷砜、除虫脲、灭幼脲、啶虫脒在5种食用菌基质中|ME|≤ 20%，均表现为弱基质效应。

2.3 食用菌基质种类对基质效应的影响

对3种浓度水平下18种农药在5种食用菌中呈现弱、中、强基质效应的数量进行分析。由表2和图2可知，不同食用菌基质对农药的基质效应影响不同。在杏鲍菇、平菇、银耳、香菇、双孢菇中的ME分别为-47.29%～8.30%、-25.53%～12.00%、-33.3%～10.44%、-34.37%～7.75%和-14.68%～14.34%。在杏鲍菇和香菇中的中等基质效应数量最多，分别为15个和10个，占比27.8%和18.5%。在杏鲍菇中甲拌磷、灭多威和辛硫磷以及在香菇中的阿维菌素、氯吡脲、3羟基克百威、乐果、甲拌磷亚砜和啶虫脒呈现的基质减弱效应比在其他基质中更强。在双孢菇中的农药呈现的基质效应均为弱基质效应。由此可知，18种农药在杏鲍菇和香菇中产生的基质效应最强，在双孢菇中产生的基质效应最弱。

2.4 农药不同添加水平对基质效应的影响

由表3可知，在5种食用菌基质中添加水平为0.05、0.10、0.20 μg·mL-1的18种农药，呈现中等基质效应的数量分别为10、10和13个，占比为11.1%、11.1%和14.4%。18种农药中有16种农药在3种添加水平下呈现中等基质效应的数量相同，仅有添加水平为0.20 μg· mL-1 的3羟基克百威和氯吡脲呈现中等基质效应的数量略有不同。表明在5种食用菌基质中，不同的添加水平对18种农药产生的基质效应强度影响不显著。

3 讨论与结论

HPLCMS/MS凭借其高效、快速、准确等特性，已广泛运用于农药残留检测领域，而样品中的基质效应成为广大检测人员不可避免的一大问题[12-13]。本研究以5种食用菌基质为试验对象，研究了18种农药组分在5种食用菌基质中的表现，结果表明杏鲍菇等5种食用菌对18种农药主要表现为基质减弱效应;阿维菌素、多菌灵、灭多威、3羟基克百威、甲拌磷亚砜、甲拌磷、辛硫磷在部分食用菌基质中表现出显著的基质减弱效应;18种农药在杏鲍菇和香菇中产生的基质效应最强，在双孢菇基质中产生的基质效应最弱;不同的添加水平对18种农药呈现的基质效应强度影响不显著。有研究表明，含水量较高的蔬菜受基质效应的影响较小，食用菌可能由于具有较高的含水量而使其呈现可忽略的基质效应[14]。此外，有研究表明有机磷农药由于具有P=O或P=S等极性基团，这些基团

具有共轭给电子能力致使化合物极性变大，加之化合物空间结构的影响，会表现出较强的基质效应[15]，这在本研究中也有所体现，如甲拌磷、辛硫磷在杏鲍菇中表现出较强的基质效应，但乐果、甲拌磷砜仅表现出可忽略的弱基质效应，猜测农药的基质效应不仅受官能团及空间结构的影响，还可能受到样品基质的影响。

利用HPLCMS/MS进行日常农药检测分析时，大多数农药在食用菌中均表现为可忽略的基质效应，利用QuEChERS方法对样品进行提取、净化即可将基质效应控制在可接受范围内，因此可以通过配制溶剂标准曲线进行定量分析，既方便快捷，又可以准确定量，但检测时如出现阿维菌素、多菌灵、灭多威、3羥基克百威、甲拌磷亚砜、甲拌磷、辛硫磷等农残时，仍应该通过配制基质标进行定量，以保证结果的准确性。

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