QuEChERS-气相色谱质谱法测定食用植物油中15种农药残留

张仙，张隽娴，胡西洲

（农业农村部食品质量监督检验测试中心（武汉），武汉 430064）

食用植物油是人民群众的生活必需品，是人体所需的重要营养物质来源之一。随着中国经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，中国人均食用油消费量呈稳步上升的趋势。为了防治油料作物生长过程中的病虫害经常使用农药，但同时也会对环境和油料作物本身产生一定的污染，残留的农药能通过食物及食物链的传递对人体的健康造成潜在危害［1，2］。因此，对油料作物的农药残留研究一直是一个重要课题，建立简单、快速的多种农药多残留的检测方法，对于保证植物油类样品安全和保护人类健康具有重大的现实意义。

食用植物油中脂肪含量较高，基质较复杂，因此检测其中的农药残留时，要尽可能地去除基质中的脂肪、色素、有机酸，否则基体干扰大，易污染检测仪器，降低其使用寿命［3，4］，因此样品前处理非常关键。

本研究将QuEChERS前处理技术结合气相色谱质谱法建立了简单、快速地检测食用植物油中15种农药残留的分析方法。QuEChERS是一种分散固相萃取法，该方法通过将合适的固体吸附剂加入样品提取液中，达到除去基质中干扰物和对目标组分的提取和净化目的，该方法具有操作简单、快速、实用、高效等优点，相较于基质固相分散法，可满足快速处理大批量农药残留样品的需求。相比于气相色谱法，气相色谱-质谱法具有定性准确、基质干扰小、适用范围广等优点，被广泛应用于农药多残留检测［4］。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

农药标准品均购于农业农村部环境质量监督测试中心，浓度为1 000 μg/mL；乙腈、丙酮，色谱纯，美国Baker公司；无水硫酸镁、无水醋酸钠，分析纯，国药集团化学试剂有限公司；PSA（N-丙基乙二胺填料）、C18（十八烷基硅烷）。

1.2 仪器与设备

GC-MS Agilent 6890-5973型气相色谱-质谱仪，配备电子轰击源EI，美国Agilent公司；KQ-250B型超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司；MS1旋涡混合器，德国IKA公司；TDL-40B离心机、TGL-18CC高速台式离心机，上海安亭科学仪器厂。

1.3 方法

1.3.1 样品的提取与净化

1）提取。准确称取15.00 g（精确至0.01 g）植物油样品于100 mL具塞离心管中，加入15 mL乙腈（含乙酸1%），涡旋振荡1 min，水浴超声提取15 min，加入1.5 g无水醋酸钠和6.0 g无水硫酸镁，涡旋混匀1 min后5 000 r/min离心3 min。

2）净化。称取0.25 g PSA和0.15 g C18置于10 mL塑料离心管中，准确吸取所得上清液5.0 mL至此离心管中，涡旋振荡1 min，以5 000 r/min离心5 min。取上清液1 mL，氮气吹干，加入1 mL丙酮，涡旋振荡1 min，供气相色谱-质谱测定。

1.3.2 仪器条件

1）色谱条件。色谱柱为DB-5MS毛细管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；不分流进样口200℃；离子源230℃；四级杆150℃；载气，氦气，纯度≥99.999%，流速1.0 mL/min；进样量1 μL；程序升温为80℃保持1 min，12℃/min升至300℃，保持18 min。

2）质谱条件。电子轰击源，70 eV；离子源温度230℃。SIM模式：每个化合物选择1个定量离子和2个定性离子，15种化合物的保留时间、母离子、子离子见表1。

表1 15种化合物的质谱参数

1.3.3 标准溶液的配制15种标准品先用丙酮稀释至80 μg/mL，保存于-18℃冰箱内，再分别用空白基质提取液配制成0.050 0、0.100 0、0.150 0、0.200 0、0.500 0 μg/mL的混合标准工作液，现配现用。

2 结果与分析

2.1 提取溶剂的选择

15种农药在乙腈、丙酮、二氯甲烷等有机溶剂中均具有很好的溶解性，采用丙酮提取时，食用植物油中的油脂和色素等杂质也会被同时提取，基质干扰很严重［5］；采用二氯甲烷提取时特别容易产生乳化现象，且在二氯甲烷萃取前，样品需先加丙酮溶解后再加少量的水让油分层出来，操作较为不方便，该方法很容易在提取液中残留部分水分，必须脱水，整个过程复杂且容易导致试验失败，提取率也不高；采用乙腈提取时，油脂和乙腈能够很好地分层，且乙腈对不同极性的目标物均有较好的溶解性和提取效率，杂质干扰相对要少，同时对样品中脂溶性物质萃出率较低，因此乙腈是提取多组分农药最合适的试剂。而在乙腈中添加1%的乙酸可构成酸性环境的缓冲体系，使农药不易分解，提取效率更高，因此选用含有1%乙酸的乙腈作为提取试剂。15种化合物的色谱见图1。由图1可以看出，15种化合物均有较高的响应强度，且分离效果良好。

图1 样品中的15种化合物色谱

2.2 提取方式的选择

QuEChERS方法提取时，增加提取次数、超声、匀浆等方式均可提高提取效率。增加提取次数，可使食用植物油中的残留农药提取的更充分，从而能大大提高回收率。但是，提取次数过多也可能造成带入提取液的油脂过多，基质干扰较大，不利于后续净化处理，因此对比了一次提取和二次提取对提取效果的影响。超声有助于提取溶剂对目标农药的充分提取，并且相较于匀浆更加简单、可操作性更强，适用于大批量样品处理。为比较提取方式对提取效率的影响，分别选择提取次数、超声、匀浆3种因素进行考察。结果表明，其他条件相同时，提取1次与提取2次、超声、匀浆在农药回收率和响应值方面差异不大，为简化试验操作，选取酸化乙腈超声提取1次的提取方式，更适合大批样品的前处理。

2.3 净化方法的选择

植物油中含有大量的脂肪、有机酸、色素、甾醇、芳香烃类物质，研究经常采用弗罗里硅土、固相萃取柱、硅胶固相萃取柱以及C18固相萃取柱进行净化［6-8］，试验步骤繁琐、耗时。QuEChERS样品前处理法具有快速、简易、便宜、有效等特点，该方法应用于极性、非极性的农药种类大都能得到较好的回收率和较好的重现性，目前在实验室中不断得到应用推广。QuEChERS中使用频率较高，效果较好的吸附剂主要集中在C18、PSA和GCB吸附剂，PSA可与金属离子产生螯合作用，有效去除脂肪酸、有机酸、色素、糖类等干扰杂质［9］；C18的官能团含碳量10%，具有比表面积大、吸附能力强的特点，可较好除去脂类、脂肪等非极性物质的干扰［10］；GCB对于色素和甾醇有较好的去除能力。参考市售QuEChERS试剂盒中净化材料的种类及用量（250 mg PSA、150 mg GCB及750 mg无水MgSO4），通过对植物油样品进行加标回收试验（n=3），研究了3种常用吸附剂组合对15种农药回收率的影响，结果见表2。由表2可知，PSA组合GCB对目标化合物回收率最高，无水MgSO4对目标农药回收率无明显影响。为简化试验步骤、节约材料，本试验不使用无水MgSO4。

表2 不同吸附剂组合对15种农药回收率的影响 （单位：%）

2.4 基质效应的考察

基质效应（Matrix effects，ME）是指样品分析液中由于分析物以外的其他组分的作用影响了分析物的响应值，使目标化合物在仪器上的响应发生增强或减弱的现象，从而影响定量分析的准确度和重现性［11，12］。基质效应=基质匹配校准曲线斜率/纯溶剂标准曲线斜率［13］，比值越接近1，基质效应越小。斜率比在0.80～1.20，则认为无基质效应；反之，则认为基质效应对定量检测具有较大的影响。本试验分别用空白植物油基质溶液、丙酮配制15种目标农药不同浓度的混合标准溶液，在仪器条件下进样测定。结果表明，甲拌磷、甲霜灵、毒死蜱、氟虫腈、氟虫腈砜为弱基质效应；嘧霉胺、氟甲腈、氟虫腈硫醚、腐霉利、克螨特、哒螨灵、苯醚甲环唑为中等基质效应；二甲戊乐灵、虫螨腈、溴螨酯为强基质效应。因此，植物油基质中15种目标农药均存在不同程度的基质效应，选择基质匹配标准曲线进行定量，以抵消基质效应的影响。

2.5 方法评价

2.5.1 线性范围、方法检出限和定量限采用GCMS法依次测定0.050 0、0.100 0、0.150 0、0.200 0、0.025 0、0.500 0 μg/mL的混合标准工作液，以15种农药的峰面积对其质量浓度绘制线性工作曲线，结果见表3。15种农药在0.050 0～0.500 0 μg/mL呈良好的线性范围，相关系数R2为0.995 3～0.999 3。用添加法确定测定定量限，以实际检测时的信噪比（S/N）为3作为检出限时，该方法中15种农药的定量限为0.030～0.088 μg/mL，符合分析方法的要求。

表3 15种农药的线性曲线及相关系数

2.5.2 准确度和精密度取15.00 g样品，加标水平为0.050、0.100、0.200 μg/mL，每个做5个平行样。按照“1.3.1”进行样品前处理，按“1.3.2”进行测定。回收率和RSD见表4，加标样品色谱见图2。15种农药的回收率在83.4%～106.8%，RSD在2.4%～4.8%，说明该方法准确可靠。

图2 加标样品中的15种农药色谱

表4 15种农药加标回收试验结果（n=5）（单位：%）

3 小结与讨论

本试验采用QuEChERS前处理技术结合气相色谱法建立了食用植物油中15种农药残留的分析方法，该方法具有操作简单、快速、实用、高效等优点，可满足快速处理大批量农药残留样品的需求。能有效地解决食用植物油样品中复杂基质前处理比较繁琐的现状，有机试剂消耗量小，污染环境少，简化提取，净化步骤，大大降低了检测人员的劳动强度，对检测人员的危害小，大大提高了回收率，均符合农药残留的检测要求，具有较好的实际应用价值，可应用指导日常的检测工作，也是一种值得推广的分析方法。