QuEChERS前处理结合超高液相色谱-串联质谱法测定高硫蔬菜中16种氨基甲酸酯类农药残留

杨 坤，张建炀，周 斌

(1.黔东南苗族侗族自治州食品药品检验检测中心,凯里 556012;2.杭州市食品药品检验研究院,杭州 310017)

氨基甲酸酯类农药常作为杀虫剂、杀菌剂等应用于蔬菜种植中[1-3],可能会对人类健康造成一定的危害,因此,GB 2763－2019《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》对不同种氨基甲酸酯类农药在不同蔬菜中的限量进行了不同的规定。

目前,氨基甲酸酯类农药的测定方法主要为液相色谱法[4-8]、液相色谱-串联质谱法[9-12]等。液相色谱法需要对目标物进行柱后衍生,存在操作复杂、效果差等问题。液相色谱-串联质谱法具有灵敏度高、抗干扰能力强和应用范围广等优点,可广泛运用于蔬菜中多农药残留测定。

洋葱、葱、韭菜等是一类具有较强刺激性气味的蔬菜,含有丰富的有机硫化物,不仅会对目标农药产生很强的干扰,还会使检测结果出现假阳性。为了避免基质效应对定量分析准确度和精密度的影响,在对高硫蔬菜中的多农药残留进行分析时,样品净化步骤很关键[13-15]。Qu ECh ERS常用于果蔬中多农药残留的快速提取和分离净化,Qu ECh ERS联合液相色谱-串联质谱法是国内外研究氨基甲酸酯类农药残留最常用的分析方法[16-19]。

本工作选用Qu ECh ERS 处理洋葱、葱、韭菜、蒜薹、生姜和大蒜等6种高硫蔬菜样品,用超高液相色谱-串联质谱法(UHPLC-MS/MS)测定其中克百威等16种氨基甲酸酯类农药残留,并针对性地考察了6种高硫蔬菜的基质效应,以期为高硫蔬菜中氨基甲酸酯类农药残留的测定提供参考。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

AB 4000＋型液相色谱-质谱联用系统,配Analyst 1.6.3数据处理软件;Agilent 1290型液相色谱仪,配二元高压泵和自动进样器;Milli-Q 型纯水机;MS 205DU 型电子天平;3-18k型高速冷冻离心机。

涕灭威、杀线威、灭多威、速灭威、克百威、甲萘威、异丙威、乙霉威、仲丁威、丁硫克百威、三羟基克百威、涕灭威砜、抗蚜威、霜霉威、杀螟丹、甲基硫菌灵等16种氨基甲酸酯农药标准溶液(市售)的质量浓度均为100 mg·L－1。

混合标准使用液:吸取100 mg·L－1氨基甲酸酯类农药标准溶液各1.00 mL 于100 mL 容量瓶中,用乙腈稀释至刻度,配制成1.00 mg·L－1混合标准储备溶液,该溶液可在0～4℃避光条件下存放6个月。使用前,吸取1.00 mL 混合标准储备溶液于10 mL 容量瓶中,用乙腈稀释至刻度,配制成100μg·L－1的混合标准使用液,该溶液可在0～4 ℃存放7 d。

基质匹配混合标准溶液系列:分别移取6份空白样品提取溶液1.00 mL 于2 mL 离心管中,再分别加入混合标准使用液50,100,200,300,400,500μL,吹氮至近干,用10%(体积分数,下同)乙腈溶液定容至1.00 mL,配制成质量浓度分别为5.0,10.0,20.0,30.0,40.0,50.0μg·L－1的基质匹配混合标准溶液系列(该溶液现配现用),经0.22μm 有机滤膜过滤后备用。

甲醇、乙腈为色谱纯;C18、N-丙基乙二胺(PSA)等净化材料;无水硫酸镁、氯化钠为优级纯;试验用水为超纯水。

6批洋葱、7批葱、5批韭菜、3批蒜薹、6批生姜和7批大蒜等34个批次的高硫蔬菜均购自当地农贸市场。

1.2 仪器工作条件

1)色谱条件 Waters ACQUITY UPLC BEH C18色谱柱(100 mm×2.1 mm,1.7μm),柱温40℃;进样量2μL;流量0.40 mL·min－1;流动相:A 为含0.1%(体积分数,下同)甲酸的乙腈溶液,B 为0.1%甲酸溶液。梯度洗脱程序:0～1.50 min时,A为10%;1.50～4.50 min时,A 由10%升至30%;4.50～8.00 min 时,A 由30%升 至80%;8.00～8.10 min时,A 由80%降至10%;8.10～10.0 mn时,A 为10%。

2)质谱条件 电喷雾离子源正离子(ESI＋)模式;去溶剂温度500 ℃;气帘气压力138 kPa,碰撞气压力69 k Pa,离子气1压力379 k Pa,离子气2压力414 k Pa;离子喷射电压5 500 V;多反应监测(MRM)模式。其他质谱参数见表1,其中“*”为定量离子对。

表1 质谱参数Tab.1 MS parameters

1.3 试验方法

称取10.00 g样品放入50 mL 离心管中,加入－18 ℃冷冻乙腈10.0 mL、4.0 g 无水硫酸镁和1.0 g氯化钠后振摇2 min,静置20 min,待溶液温度恢复至室温后,以3 000 r·min－1转速涡旋混合5 min,以4 000 r·min－1转速离心5 min。取2.0 mL上层乙腈提取液于装有150 mg 无水硫酸镁、30 mg PSA 和50 mg C18的15 mL离心管中,涡旋混合1 min,在－4 ℃下以5 000 r·min－1转速冷冻离心10 min,取1.00 mL 上清液至2 mL 离心管中,吹氮至近干,加入10%乙腈溶液1.00 mL溶解,经0.22μm 有机滤膜过滤后,滤液按照仪器工作条件测定。

2 结果与讨论

2.1 UHPLC-MS/MS条件的优化

以流动注射方式分别对16种农药单标准溶液进行正离子电喷雾母离子(Q1)扫描,确定各目标化合物的母离子,再对母离子进行二级质谱扫描(MS2),每种农药选择2对响应值高的特征离子对作为定量及定性离子对,并对MRM 参数进行优化,优化结果见表1。

在色谱工作条件下,以0.01 mol·L－1的乙酸铵溶液和含0.1%的甲酸的乙腈溶液的混合溶液作为流动相时,杀螟丹和霜霉威离子响应特别低,当把0.01 mol·L－1的乙酸铵溶液换为0.1%的甲酸溶液时,离子响应和分离度均较好,16种农药的总离子流色谱图见图1。

图1 16种农药的总离子流图Fig.1 TIC chromatogram of the 16 pesticides

2.2 盐析剂用量的选择

在提取样品时,盐析剂中的无水硫酸镁遇水产生的热量会使样品中部分极性强、热稳定性差的氨基甲酸酯类农药降解[12],虽然加入冷冻乙睛可平衡提取液温度,但是仍要控制盐析剂的用量。试验考察了分别加入不同质量的无水硫酸镁和氯化钠作为盐析剂时对16 种农药提取效果的影响,结果见图2。

图2 盐析剂用量对16种农药提取效果的影响Fig.2 Effect of amount of salting out agents on extraction effect of the 16 pesticides

由图2可知:杀螟丹、霜霉威、克百威和丁硫克百威的回收率低于60%,其他农药回收率为60%～110%;霜霉威在不加盐析剂时的回收率为20.3%;杀螟丹在不加盐析剂时的回收率最高。综合考虑,试验选择以4.0 g无水硫酸镁和1.0 g氯化钠作盐析剂。

2.3 吸附剂用量的选择

试验固定吸水剂无水硫酸镁用量为150 mg,考察了不同用量的PSA 和C18作为吸附剂时对16种农药的回收率的影响,结果见图3。

图3 吸附剂用量对农药回收率的影响Fig.3 Effect of amount of adsorbent on recovery of pesticides

由图3可知:试验采用的吸附剂对杀螟丹、霜霉威、克百威和丁硫克百威有一定的吸附作用,其回收率均低于60%,其他农药回收率为60%～110%。因此,应在保证可以去除高硫样品中杂质的同时,尽量减少吸附剂的用量,试验选择加入30 mg PSA 和50 mg C18混合吸附剂进行分散萃取净化。

2.4 基质效应评价

按照仪器工作条件对基质匹配混合标准溶液系列和混合标准溶液系列进行测定,以农药的质量浓度为横坐标,其对应的峰面积为纵坐标绘制标准曲线,以两者标准曲线斜率的比值考察基质效应,斜率比越接近1,基质效应越小,结果见表2。

表2 16种农药的基质效应Tab.2 Matrix effects of the 16 pesticides

由表2可知:蒜薹的基质效应最大,韭菜和生姜次之;杀螟丹基质效应最为明显,涕灭威砜和涕灭威次之。因此,试验选择配制基质匹配标准曲线溶液来制作标准曲线,以消除基质效应的影响。

2.5 标准曲线、检出限与测定下限

按照仪器工作条件对基质匹配混合标准溶液系列进行测定,以16种农药的质量浓度为横坐标,对应的峰面积为纵坐标绘制标准曲线,线性参数见表3。

以3倍信噪比(S/N)计算检出限(3S/N),以10倍信噪比计算测定下限(10S/N),结果见表3。

表3 线性参数、检出限和测定下限Tab.3 Linearity parameters，detection limits and lower limits of determination

2.6 精密度和回收试验

按照试验方法对蒜薹进行低、中、高等3个浓度水平的加标回收试验,每个浓度水平测定6次,计算回收率和测定值的相对标准偏差(RSD),结果见表4。由表4可知:3个添加水平下16种农药的回收率为65.7%～112%,RSD 为1.5%～11%。

表4 精密度和回收试验结果(n=6)Tab.4 Results of tests for precision and recovery(n=6)%

表4(续)%

2.7 样品分析

按照试验方法分析了34 个批次高硫蔬菜,在2批次洋葱中检出乙霉威,质量分数为0.040,0.178 mg·kg－1,在1批次生姜中检出仲丁威,质量分数为0.092 mg·kg－1。

本工作系统地优化Qu ECh ERS中盐析剂和净化剂的用量,研究了6种高硫蔬菜中16种农药的基质效应,建立高硫蔬菜中16种氨基甲酸酯类农药残留的UHPLC-MS/MS测定方法。该方法简便、灵敏,适用于高硫蔬菜中氨基甲酸酯类农药残留的快速定性、定量分析。