应用QuEChERS-气相色谱-串联质谱法测定结球甘蓝中201种农药残留

阳曦 陈慧斐 王继刚 肖晓莉

摘    要：为了建立气相色谱-串联质谱法同时测定结球甘蓝中201种农药残留的方法，对样品经乙腈提取、QuEChERS法净化后，在多反应监测（MRM）模式下进行检测，用内标法定量。结果表明，201种农药在5～500 ng·mL-1范围内线性关系良好，相关系数均大于0.997，方法检出限为0.02～38.00 μg·kg-1，加标回收率为62.6%～128.9%，相对标准偏差均小于8.0%。由此可见，该方法操作简便、灵敏度高、检出限低，适用于201种农药同时定量分析。

关键词：结球甘蓝;QuEChERS;气相色谱-串联质谱法;农药残留

中图分类号：S635.1 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2021）11-047-12

Determination of 201 pesticide residues in cabbage by QuEChERS-gas chromatography-tandem mass spectrometry

YANG Xi， CHEN Huifei， WANG Jigang， XIAO Xiaoli

（Mianyang Institute for Food and Drug Control， Mianyang 621000， Sichuan， China）

Abstract： To establish a method for determination of 201 pesticides residues in cabbage by QuEChERS-gas chromatography-tandem mass spectrometry， the samples were extracted by acetonitrile， purified by QuEChERS， monitored by mass spectrometry in MRM mode， and quantified by the internal standard method. In the range of 5-500 ng·mL-1， the 201 pesticides had good linear relationships， and the correlation coefficients were greater than 0.997. The limits of detection were 0.02-38.00 μg·kg-1， and the recoveries were 62.6%-128.9%， and the relative standard deviations were less than 8.0%. This method is simple， high sensitivity and low detection limit， which is suitable for the determination of 50 pesticide residues in plant foods， suitable for simultaneous quantitative analysis of 201 pesticides.

Key words： Cabbage; QuEChERS; Gas chromatography-tandem mass spectrometry; Pesticide residues

結球甘蓝是一种广泛种植并且深受消费者喜爱的重要蔬菜，具有产量高、品质好、耐贮藏等特点。它营养成分含量丰富，能够促进人体新陈代谢，具有抗氧化、抗衰老、提高免疫力、调节血糖血脂等作用[1-2]，是一种经济实惠、营养价值高的理想食物。

通常报道的农药残留测定方法为气相色谱法、液相色谱法、气相色谱-质谱法[3-7]、液相色谱-质谱法[8-12]。常用的前处理方法主要有固相萃取法[13-14]、凝胶色谱法[15]、QuEChERS法[7-8]等。气相[16-19]或液相色谱[20-21]通常采用保留时间定性，准确性差，容易造成假阳性，特别是大量农药同时进行分析存在一定难度。NY/T 761—2008《蔬菜和水果中有机磷、有机氯、拟除虫菊酯和氨基甲酸酯类农药多残留的测定》[22]虽然使用双柱保留时间定性，增加了定性的准确性，但需要同时使用两根色谱柱，且对仪器有特殊的要求。GC-MS法虽然采用特征离子扫描，但某些相同的碎片离子会造成一定的干扰，在准确性上仍有一定问题。气相色谱-串联质谱法具有更强的专属性及更高的灵敏度，能对得到的一级母离子再次裂解产生特征碎片离子，在定性和定量上都更加准确。常用的固相萃取法和凝胶色谱法等前处理方法往往操作繁琐、费时较长，不利于多个样品的前处理效率的提高。QuEChERS法操作简便，使用试剂较少，回收率高，适合多样本的检测。笔者在本试验中采用QuEChERS法对样品进行前处理，运用气相-串联质谱法对结球甘蓝中农药多残留进行检测，试图建立一种同时测定201种农药残留的快速、准确、高灵敏度的方法。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

气相色谱-质谱/质谱联用仪GCMS-TQ8040，岛津公司;MS603S电子天平，梅特勒-托利多公司。

乙腈（色谱纯，Fisher公司）;乙酸乙酯（色谱纯，成都市科龙化工试剂厂）;4 g硫酸镁、1 g氯化钠、1 g柠檬酸钠、0.5 g柠檬酸氢二钠试剂包（岛津公司）;900 mg硫酸镁、150 mg乙二胺-N-丙基硅烷化硅胶（PSA）净化管（岛津公司）;环氧七氯B标准溶液（100 μg·mL-1，溶剂为乙酸乙酯，99.8%，岛津公司）。

标准溶液：农药混合标准溶液（10 μg·mL-1，溶剂：乙酸乙酯，岛津公司）。

GCMS性能检查测试标准物质（C9～C33），岛津公司。

样品均为市售结球甘蓝。

1.2 标准溶液的配制

精密取混合标准溶液0.25 mL置5 mL容量瓶中，加乙酸乙酯稀释至刻度，即得500 ng·mL-1的混合标准溶液。

分别取上述500 ng·mL-1的标准溶液0.05、0.1、0.5、1.0 mL置5 mL容量瓶中，加乙酸乙酯稀释至刻度，即得5、10、50、100 ng·mL-1的标准溶液。

1.3 内标使用溶液的配制

取内标溶液（环氧七氯B标准溶液）0.25 mL置5.0 mL量瓶中，加乙酸乙酯稀释至刻度，即得5 μg·mL-1的内标使用溶液。

1.4 基质工作溶液的配制

将空白基质溶液氮气吹干，加入20 μL内标使用溶液，分别加1 mL 5、10、50、100、500 ng·mL-1的混合标准溶液复溶，过0.22 μm有机滤膜，即得基质工作溶液（现用现配）。

1.5 试样的制备

本试验于2020年3月在四川省绵阳市食品药品检验所食品检测室进行。

参照NY/T 789—2004《农药残留分析样本的采样方法》和GB/T 27404—2008《实验室质量控制规范 食品理化检测》，每批样本量为4个个体，去除明显腐烂和萎蔫的叶片，沿纵轴切开分成两半，截成4等份，每份取出部分样品，混匀，再用四分法分成2份，分别用捣碎匀浆机制成均匀试样，置于-18 ℃条件备用。

1.6 供试品溶液的制备

精密称取10.000 g匀浆试样于50 mL离心管中，精密加入10 mL乙腈，再加入4 g硫酸镁、1 g柠檬酸钠、1 g氯化钠、0.5 g柠檬酸氢二钠及1颗陶瓷均质子，盖上离心管盖，涡旋1 min后于4200 r·min-1离心5 min。精确取上清液6 mL置内含900 mg硫酸镁及150 mg PSA的离心管中，涡旋混匀1 min后于4200 r·min-1离心5 min，精确取2 mL上清液于试管中，于40 ℃水浴中用氮气吹至近干。精确加入1 mL乙酸乙酯复溶，加入20 μL内标使用溶液，混匀，过0.22 μm有機滤膜，待测定。同时进行空白试验。

1.7 气相色谱条件

色谱柱：岛津SH-Rtx-1701，0.25 mm×0.25 μm×30 m;色谱柱温度：40 ℃保持1 min，然后以40 ℃·min-1程序升温至120 ℃，再以5 ℃·min-1升温至240 ℃，再以12 ℃·min-1升温至300 ℃，保持6 min;载气：氦气，流速1.0 mL·min-1;进样口温度：280 ℃;进样量：1 μL;进样方式：不分流进样。

1.8 质谱条件

离子源：电子轰击源（EI）;离子源温度：230 ℃;接口温度：280 ℃;溶剂延迟时间：2 min;扫描方式：多反应监测（MRM）;每种农药分别选择一对定量离子、一对定性离子。每组所有需要检测离子对按照出峰顺序，分时段分别检测。每种农药的保留时间、定量离子对、定性离子对和碰撞电压见表1。

2 结果与分析

2.1 色谱条件的优化

选用的SH-Rtx-1701色谱柱，是一款中等极性的通用色谱柱。各目标化合物均能在该色谱柱上获得较好的响应，能够获得较高灵敏度。采用梯度升温程序，可使各目标物有效分离，各组分在色谱柱中有适宜的保留。当柱温达到240 ℃时，再以12 ℃·min-1升温至300 ℃，此时升温速率提高，可使高沸点物质加快出峰，节约分析时间。在程序结束阶段采用300 ℃保持6 min，有助于色谱柱的清洗，起到老化色谱柱作用。

采用Smart MRM农药数据库中保留指数法确定各目标化合物的出峰时间。首先对C9～C33的混合正庚烷烃标准品进样，依次确认25种正庚烷烃的保留时间，采用保留指数法计算各待测目标化合物的保留时间。

2.2 质谱条件的优化

在MRM模式下，每一种目标化合物选择2对离子对作为定性定量离子对，优化了其碰撞能量。为了减少各化合物之间的干扰，采取分段采集模式，这样不仅减少了某时间段内采集离子对的数量，同时也提高了灵敏度。对空白基标准溶液进样，201种农药标准品的总离子流色谱图如图1所示。

2.3 前处理方法的比较

采用QuEChERS混合盐提取试剂（4 g硫酸镁、1 g氯化钠、1 g柠檬酸钠、0.5 g柠檬酸氢二钠），比较传统地使用过饱和氯化钠等无机盐使水相和有机相分离，QuEChERS混合盐提取试剂能够更好地分离有机相[23]，使目标化合物能够充分溶于提取溶剂，获得更好的回收率。

固相萃取法是检验标准普遍采用的净化方法，相比较QuEChERS法，存在加标回收效果较差、净化过程复杂，耗时较长的问题[24]。笔者在本试验中采用150 mg PSA作为净化材料，PSA可去除基质中的脂肪酸、糖类、色素、有机酸等物质[25-26]。由于样品中含有大量水分，在用乙腈提取后，也会残留少量的水，故使用900 mg硫酸镁用于除水。因此，在本试验中采用含150 mg PSA、900 mg硫酸镁的提取净化管用于样品的净化。

2.4 基质效应的消除

在气相色谱-质谱检测系统中，由于基质的共流出，样品中非目标物会对待测目标物的响应造成一定影响，表现出较强的基质效应[27-29]。气相色谱在进样时，受基质干扰会造成不同待测目标物在气化室中的吸附和分解程度不同，最终影响检测结果的准确度和灵敏度。笔者采用空白样品基质配制标准工作曲线来减小基质效应。

2.5 线性关系、检出限和定量限

使用空白基质溶液配制质量浓度为5、10、50、100、500 ng·mL-1的混合标准系列溶液，对每个浓度点进行测定，绘制工作曲线。以信噪比S/N=3时对应的目标化合物含量作为该方法的检出限，信噪比S/N=10时对应的目标化合物含量作为该方法的定量限，结果见表2。结果表明，201种农药线性关系良好，相关系数r均大于0.997，检出限为0.02～38.00 μg·kg-1。

2.6 回收率及精密度

按试验方法对结球甘蓝样品进行3个水平的加标回收试验（n=6），添加水平及结果见表2。结果表明，201种农药的回收率为62.6%～128.9%，相对标准偏差均小于8.0%，该方法具有良好的准确度和重复性。

3 讨 论

3.1 Smart MRM农药数据库的使用

采用Smart MRM农药数据库中保留指数法同时测定201种农药，相比较GB 23200.113—2018《食品安全国家标准 植物源性食品208种农药及其代谢物残留量的测定 气相色谱-质谱联用法》[30]将多种农残分为A、B两组进行扫描，节约了仪器分析时间，提高了检测效率。

3.2 基质效应

在使用环氧七氯B做内标的情况下，采用空白基质匹配标准曲线的斜率（A）与溶剂匹配标准曲线的斜率（B）之比作为评价基质效应的方法[31]，当A/B值在0.8～1.2之间时，为基质效应不明显。在试验中发现，采用溶剂匹配标准溶液时，所测目标物A/B值在0.8～1.2之间的不足50%，而基质匹配标准溶液目标物A/B值在0.8～1.2之间的农药为88%，有效地减小了基质效应。

4 结 论

建立了QuEChERS-气相色谱-串联质谱法测定结球甘蓝中201种农药残留的检测方法，对仪器条件、前处理方法进行了优化，该方法操作简便、灵敏度高、检出限低，适用于农药多残留高通量定量分析。

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