优化的QuEChERS-超高效液相色谱-串联质谱法测定韭菜中31种农药残留

2021-06-11李浩林李桐桐董玉英禾丽菲李北兴

农药学学报 2021年3期

李浩林, 李桐桐, 董玉英, 禾丽菲, 李北兴, 慕卫*,

(1. 山东农业大学植物保护学院农药毒理与应用技术重点实验室，山东泰安 271018；2. 山东省肥城市白云山学校，山东泰安 271699)

多年生的韭菜由于连作栽培导致其病虫害逐年加重，严重影响韭菜的产量和质量[1-2]。目前，使用化学防治依然是控制韭菜病虫害的主要手段。韭菜的生长期较短，药剂使用剂量增加以及使用时间不当等均会增加其安全间隔期的控制难度，导致韭菜面临农药残留超标的风险，严重影响食品安全[3]，因此亟需建立高效、快速的分析方法以检测韭菜上的农药残留量，评估和防范其农药使用风险。在韭菜前处理过程中会形成大量的共萃物，产生基质效应，影响测定结果的准确性。而层析法净化、渗透凝胶色谱净化和固相萃取净化法等对基质的去除效果均不理想[4]，在对目标化合物的残留检测过程中可能产生严重的基质效应，影响测定结果的准确性[5-6]。QuEChERS技术操作简便，分析速度快，溶剂使用量少，污染小，在农药多残留分析中已被广泛应用。超高效液相色谱-串联质谱法可以同时检测多种农药的含量，且分析速度快，溶剂使用量少，污染小[7]。鉴于此，本研究选择了韭菜生产中可能使用频率较高的农药作为检测对象，结合基质特点，通过优化传统的 QuEChERS法，采用UPLC-MS/MS 建立了韭菜上31种农药残留的分析方法，并利用该方法对市场上的韭菜样品进行了监测分析。

1 材料与方法

1.1 药剂与试剂

31种农药标准品纯度均不低于98%，购自中国标准物质中心(表1)；甲醇和乙腈均为色谱纯(德国Dr. Ehrenstorfer公司)；乙二胺-N-丙基硅烷(PSA) (美国 Agilent 公司)；多壁碳纳米管 (8～20 nm)和氯化钠(分析纯) (天津市凯通化学试剂有限公司)；无水硫酸镁为分析纯 (上海阿拉丁生化科技股份有限公司)；试验用水为蒸馏水。

1.2 仪器与设备

UPLC-XEVO TQ-S micro 超高效液相色谱-串联四极杆质谱仪 [配电喷雾离子源 (ESI) 和Masslynx 4.1工作站]、ACQUITY UPLC TM BEH C18色谱柱 (2.1 mm × 100 mm，1.7 μm)(美国Waters公司)；BSA124S 万分之一电子天平 (德国Sartorius公司)；TDL-40B 高速离心机 (上海安亭科学仪器厂)；T-25 样品匀质机 (德国 IKA 公司)；KQ-500DE 数控超声波清洗器 (昆山市超声仪器有限公司)；QL-901 涡旋混匀器 (江苏海门麒麟医用仪器厂)。

1.3 样品前处理

将日光温室种植的未施用过任何农药的韭菜样品和购自山东省泰安市超市及蔬菜批发市场的样品分别充分匀浆，并准确称取10 g (精确至0.01 g)于50 mL离心管中，加入20 mL乙腈，混匀，加入4.0 g无水硫酸镁和1.0 g氯化钠，漩涡振荡3 min，于4 000 r/min 下离心 2 min；取1.5 mL上清液，置于预先加有50 mg PSA、150 mg无水硫酸镁和5.0 mg选择性多壁碳纳米管的2 mL离心管中，漩涡振荡3 min，于4 000 r/min下离心4 min；取上清液，过0.22 μm微孔滤膜，于 −20 ℃保存，待UPLC-MS/MS 分析。

1.4 检测条件

色谱条件：Waters ACQUITY UPLC TM BEH C18色谱柱 (2.1 mm × 100 mm,1.7 μm)；柱温 35 ℃；进样体积2 μ L；流动相为A (0.1% 甲酸 +2 mmol/L 乙酸铵溶液) +B (甲醇)，流速为0.30 mL/min。A和B按照如下梯度程序进行洗脱：0.00 min，90 : 10；8.00 min，2 : 98；10.00 min，2 :98；10.01 min，90 : 10；12.00 min，90 : 10。

质谱条件：电喷雾离子源正离子电离模式(ESI+)；毛细管电压 3.0 kV；脱溶剂气温度 350 ℃；碰撞气为氩气，压力 0.2 kPa；多反应监测模式(MRM)，外标法定量 (表1)。

表1 31种农药在 UPLC-MS/MS 多反应监测模式下的检测条件Table 1 Multiple reaction monitoring conditions for the determination of 31 pesticides using UPLC-MS/MS

1.5 标准溶液配制、标准曲线绘制及基质效应

1.5.1 标准溶液的配制及标准曲线的绘制分别准确称取一定量的31种农药标准品，用乙腈溶解并定容至10 mL，配制成质量浓度为500 mg/L的标准储备液，于−20 ℃保存，备用。

分别准确移取1.0 mL标准储备液于100 mL容量瓶中，用乙腈稀释并定容，配成质量浓度为10 mg/L的混合标准储备液，于4 ℃保存。准确移取适量混合标准储备液，用乙腈逐级稀释，配制成质量浓度分别为5、10、50、100、250、500和1 000 μg/L的系列混合标准溶液。

按1.4 节的条件测定，以标准溶液中待测农药的峰面积为纵坐标，对应的质量浓度为横坐标绘制标准曲线。

1.5.2 基质匹配标准溶液的配制及标准曲线的绘制取匀浆后的韭菜空白样品，按1.3 节的方法进行前处理，制得空白韭菜基质溶液。将 1.5.1 节的混合标准储备液用空白韭菜基质溶液稀释成质量浓度为 5、10、50、100、250 和 500 μg/L 的系列基质匹配混合标准溶液。按1.4 节的条件测定，以标准溶液中待测农药的峰面积为纵坐标，对应的质量浓度为横坐标绘制标准曲线。

1.5.3 基质效应采用标准曲线斜率比值 (slope ratio)[8]来评价基质效应 (Me)[9]。当Me在0.8～1.2之间表示基质效应可以接受，Me越接近1，基质效应越弱；当Me大于1 时为基质增强效应；当Me小于1 时为基质抑制效应。

1.6 添加回收试验

向空白韭菜样品中分别进行0.01、0.1 和1 mg/kg 3个水平的添加回收试验，每个水平重复5次，按1.3节进行样品前处理，按1.4节条件进行测定，计算添加回收率和相对标准偏差。

2 结果与讨论

2.1 多壁碳纳米管用量对31种农药添加回收率的影响

本研究在固定PSA用量为50 mg、无水MgSO4用量为150 mg条件下，考察了多壁碳纳米管用量分别为0、2.5、5、10、15和20 mg对目标物回收率的影响。结果表明，当多壁碳纳米管用量为2.5～10 mg时，回收率均在70%～110%，符合残留试验要求，同时为了提高净化效果，避免对仪器造成污染，综合考虑净化效果与回收率，本研究最终选择选择性多壁碳纳米管用量为5 mg。

2.2 基质效应、标准曲线

样品基质对所检测的31种农药存在明显的基质抑制效应，Me值范围为0.17～0.80，均小于0.8，故采用基质匹配标准曲线进行定量。以峰面积对农药质量浓度作线性回归，31种农药在5～500 μg/L质量浓度范围内线性关系良好，相关系数均大于 0.995。

2.3 定量限、准确度和精密度

在0.01、0.1和1 mg/kg 3个添加水平下，31种农药在韭菜基质中的平均回收率在70%～104%之间，相对标准偏差在2.2%～11%之间，表明所建立的方法具有良好的准确度和精密度，满足韭菜中常用农药多残留分析的检测要求[10]。以最低添加水平作为方法的定量限 (LOQ) ，则31种农药的定量限均为0.01 mg/kg。

2.4 实际样品检测

采用本研究建立的分析方法，在山东省泰安市的超市和菜市场随机购买15份韭菜样品进行分析。结果表明：其中有1份样品检出吡虫啉，含量为0.010 mg/kg；1份检出腐霉利，含量为0.016 mg/kg，其他样品均未检测到农药残留。在定量检测过程中对目标峰同时进行了子离子确证 (product ion scan，PIC) 定性扫描，明确了结果的可靠性。根据 GB 2763—2019中对韭菜中农药残留限量(MRL)的规定[11]，吡虫啉的MRL值为1 mg/kg，腐霉利为0.2 mg/kg，表明所有购自市场的韭菜中农药的残留量均未超标。