QuEChERS-气相色谱-串联质谱法同时测定银耳中17种杀虫剂残留

2021-05-14姚清华颜孙安

分析科学学报 2021年2期

姚清华，李捷，林虬*，颜孙安

(1.福建省农产品质量安全重点实验室，福建福州 350003；2.福建省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所，福建福州 350003；3.榕城海关综合技术服务中心，福建福州 350300)

银耳(TremellafuciformisBerk)是我国重要特色药食兼用真菌，富含多糖、维生素、矿物质元素[1,2]。虫害和真菌病害是影响银耳栽培产量和质量的主要因素[3]，但与其它小宗农作物类似[4,5]，银耳栽培暂无已登记的农药和最大残留限量可供使用[6]。农药使用引起的银耳产品农药残留，可能对消费者的健康造成威胁。因此，亟需建立稳定、准确的银耳中农药残留检测方法。

目前，文献报道银耳中农药残留及代谢物的分析方法，主要包括液相色谱[7]、气相色谱[8]、高效液相色谱-质谱联用法[9]，但涉及的农药种类较少，未能覆盖银耳实际栽培过程中可能使用的农药种类。在应用中，气相色谱法和液相色谱法在多种农药同时检测时，存在分离困难及易受基质干扰、检测时间较长等不足[10,11]。液相色谱-串联质谱法成本较高[11]，且方法定量限无法满足实际样品中氯氰菊酯等部分菊酯类农药检测质量安全监管的需求。气相色谱-串联质谱法兼具多组分定性、定量，操作相对简单的优点[11]。在净化方法上，QuEChERS具有灵敏、高效、快速等特点，在农药多残留检测中应用广泛[10 - 12]。本文优化了农药残留提取和QuEChERS净化方法，建立了利用气相色谱-串联质谱同时测定银耳中17种杀虫剂残留的分析方法。

1 实验部分

1.1 仪器及试剂

Shimadzu GC-2010 plus气相色谱仪(日本，岛津公司)，配备自动进样器；TSQ8000质谱检测器(赛默飞世尔科技有限公司)，配备EI离子源；SYNERY UV超纯水器(美国，密理博公司)；IKA-MS3漩涡振荡器(德国，IKA公司)；Reati-Therm Ⅲ吹氮浓缩仪(HRATING/STIRRING MODMLE,PIERCE公司)；TDL-40B离心机(上海安亭科学仪器厂)。

丙溴磷(Profenofos)、杀螟硫磷(Fenitrothion)、二嗪磷(Diazinon)、马拉硫磷(Malathion)、毒死蜱(Chlorpyrifos)、氯氰菊酯(Cypermethrin)、氰戊菊酯(Fenvalerate)、甲氰菊酯(Fenpropathrin)、氯氟氰菊酯(Cyhalothrin)、氟氯氰菊酯(Cyfluthrin)、溴氰菊酯(Deltamethrin)、联苯菊酯(Bifenthrin)、氟胺氰菊酯(Tau-fluvalinate)、氟氰戊菊酯(Flucythrinate)、氯菊酯(Permethrin)、哒螨灵(Pyridaben)、苯醚甲环唑(Difenoconazole)17种标准物质均购自农业农村部环境保护科研监测所，均为100 μg/mL(溶剂为丙酮、正己烷、甲醇)。聚丙烯离心管(德国Greiner公司)；PSA固相萃取填料(美国Suplco公司)；GCB固相萃取填料(美国Agilent公司)；C18固相萃取填料(美国Welch Material公司)；乙腈、乙酸、乙酸乙酯、正己烷(色谱纯，德国Merck公司)；NaCl、无水MgSO4、柠檬酸氢二钠、柠檬酸钠(分析纯，上海试一试剂有限公司)。

1.2 标准溶液配制

精确移取17种农药标准品溶液各0.500 mL(100 μg/mL)于50 mL容量瓶中，45 ℃氮吹至近干后，乙酸乙酯定容至刻度，混匀，配制成1.0 μg/mL的混合标准储备溶液，使用时以乙酸乙酯为溶剂配制成适当浓度的基质标准工作溶液。

1.3 样品提取与净化

称取4 g(精确至0.01 g)粉碎后均匀的银耳样品，置于50 mL具塞塑料离心管中，加入4 mL饱和NaCl溶液，涡旋混匀30 s后，加入20 mL乙酸乙酯+正己烷(50+50，V/V)，再涡旋振荡1 min，超声提取60 min，4000 r/min离心5 min后，将8 mL上清液转移至另一个玻璃试管中，加入500 mg无水MgSO4、150 mg PSA和50 mg GCB吸附剂，涡旋振荡1 min，4 000 r/min离心5 min后，准确移取5 mL上清液至另一个玻璃试管，45 ℃氮吹至干，1 mL乙酸乙酯复溶，过0.22 μm有机滤膜，待进样分析。

1.4 色谱与质谱条件

1.4.1 气相色谱条件岛津SH-Rxi-5Sil MS毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；升温程序：50 ℃保持1 min，以25 ℃/min的速率升至125 ℃；以10 ℃/min的速率升至300 ℃，保持8.5 min。进样口温度：280 ℃，载气：氦气(纯度>99.999%)，流速：1.7 mL/min；进样体积：1 μL；进样模式为不分流；溶剂延迟时间：5 min。

1.4.2 质谱条件电子轰击(EI)电离源；数据采集为多反应监测(MRM)模式。定量、定性离子对和碰撞能量等参数见表1。

表1 17种杀虫剂的定量、定性离子对和碰撞能量

2 结果与讨论

2.1 提取溶剂优化

由于目标物主要是有机磷和拟除虫菊酯类农药，易溶于乙腈和乙酸乙酯等有机溶剂。因此，本实验分别采用乙腈、乙酸乙酯、乙酸乙酯+正己烷(50+50，V/V)对银耳中的17种目标物(20 mg/kg)进行提取，比较提取效果和基质效应。结果表明，3种溶剂对银耳中目标农药的提取率均超过90%，且无显著性差异(P>0.05)。但乙酸乙酯+正己烷(50+50，V/V)组的基质增强效应最小(图1)。这可能是由于该溶剂组合的极性小于乙腈、乙酸乙酯，提取过程非目标物溶出较少所致。而且，乙酸乙酯+正己烷(50+50，V/V)的挥发性优于乙腈、乙酸乙酯，有利于缩短实验前处理时间。故选取乙酸乙酯+正己烷(50+50，V/V)为提取溶剂。

2.2 净化方式优化

PSA和GCB是QuEChERS方法常用的两种净化材料。PSA主要用于吸附有机酸等极性杂质，GCB对色素有良好的净化效果。此外，为了降低提取液中残余水分对PSA和GCB吸附效果的影响，添加了500 mg无水MgSO4。比较了0、50、100、150、200 mg PSA对银耳17种农药的净化效果，发现增加PSA用量对农药回收率影响较小，但检测过程的基质效应有所下降，150 mg PSA用量效果最佳，在极性较强的有机磷类农药检测中最为明显(图2)。进一步比较GCB用量对试验影响的结果表明，GCB虽对银耳色素的吸附效果良好，但对基质效应无明显影响，且用量过大会降低农药的回收率。因此，选择50 mg GCB，净化后的待测液无色透明，目的物回收率良好。最终确定以500 mg无水MgSO4、150 mg PSA和50 mg GCB为QuEChERS固相萃取吸附剂。17种目标物的总离子流色谱图如图3。

图1 提取溶剂对银耳中17种杀虫剂检测基质效应的影响Fig.1 Effects of extraction solvents on matrix effects of determination of 17 pesticides for snow fungus

图2 PSA用量对基质效应的影响Fig.2 Effects of PSA on matrix effect of determination of 17 insecticides for snow fungus

图3 17种杀虫剂的基质匹配混合标准溶液(20 μg/L)总离子流色谱图Fig.3 Total ion current chromatograms of 17 pesticides standards(20 μg/L) in snow fungus matrix Left to right: peak 1,diazinon;peak 2,fenitrothion;peak 3,malathion;peak 4,chlorpyrifos;peak 5,profenofos;peak 6,bifenthrin;peak 7,fenpropathrin;peak 8,cyhalothrin;peak 9,permethrin;peak 10,pyridaben;peak 11,cyfluthrin;peak 12,cypermethrin;peak 13,flucythrinate;peak 14,fenvalerate;peak 15,tau-fluvalinate;peak 16,difenoconazole;peak 17,deltamethrin.

2.3 基质效应考察

基质工作曲线和标准工作曲线斜率比值位于85%～115%时，基质效应对方法的灵敏度和准确性的影响可以接受，无需使用基质匹配曲线。以银耳为基体，按照本文实验部分“1.3”描述的进行农药提取、净化，比较0～100 μg/L线性范围内的基质工作曲线和无基质工作曲线。结果表明，17种杀虫剂两种曲线斜率比值介于98%～113%，基质效应不显著，可以使用无基质工作曲线定量。

2.4 方法的评价

2.4.1 方法的线性范围、检出限和定量限配制浓度分别为0、5.0、10.0、20.0、50.0和100.0 μg/L的农药混合标准溶液，按优化条件提取净化和测定，以峰面积(Y)与目标物质量浓度(X，μg/L)绘制标准曲线，17种目标物的线性范围均为5.0～100.0 μg/L，线性相关系数(R2)均高于0.995，线性回归方程和相关系数见表2。在空白样品中添加不同浓度含17种目标物的标准溶液，按优化条件进行测定，分别以信噪比(S/N)为3和10计算方法的检出限和定量限。该方法的检出限范围为0.06～1.50 μg/kg，定量限范围为0.20～5.00 μg/kg。

表2 方法的线性回归方程、相关系数、检出限和定量限

2.4.2 方法准确度和精密度在银耳空白样品中分别添加3个质量浓度(10、20、50 μg/kg)的待测组分混合标准溶液，每个添加水平重复6次。加标回收率及精密度(RSD)如表3所示。回收率在92.00%～108.3%之间，RSD在2.45%～11.23%之间。表明该方法具有良好的回收率和精密度，能够满足银耳中17种杀虫剂残留量的分析要求。

表3 方法的加标回收率及精密度(n=6)

(续表3)

2.5 方法的应用

本方法具有快速、稳定、可操作性强的优点。128份实际银耳样品检测发现，15份样品检出哒螨灵、3份样品检出毒死蜱、3份样品检出氯氰菊酯、2份样品检出联苯菊酯、2份检出氯氟氰菊酯，但残留量均低于0.04 mg/kg。阳性银耳样品的总离子流色谱图如图4。

图4 银耳阳性样品总离子流色谱图Fig.4 Total ion current chromatograms of three pesticides in Tremella fuciformis Berk peak:1,chlorpyrifos;peak 2,bifenthrin;peak 3,cyhalothrin.