基于QuEChERS结合气相色谱-质谱测定新会柑(陈皮)及其制品中8种拟除虫菊酯残留
2022-05-16梁伟华张健玲伍长春彭晓俊
◎ 梁伟华,张健玲,伍长春,彭晓俊
(1.新会海关综合技术服务中心,广东 江门 529100;2.江门海关技术中心,广东 江门 529100)
新会柑,学名茶枝柑,其最大特色是皮肉兼用,药食同源,已有700多年的种植历史,因其果皮有药用和食疗价值而闻名海内外[1]。新会柑干燥成熟果皮即广陈皮是我国著名的中药材,具有理气健脾、燥湿化痰、降气止呕等功效[2-3]。拟除虫菊酯农药是一类能防治多种害虫的广谱杀虫剂,具有高效、低毒、低残留和对作物安全等特点,在新会柑的种植过程中被广泛使用[4]。有文献指出[5]拟除虫菊酯类农药据有蓄积性,长期接触会引起神经毒性、生殖毒性和免疫毒性等疾病。随着新会柑(陈皮)及其制品行业发展,消费者食品安全意识的提高,农药残留及快速检测的问题愈发受到重视。因此,建立简单、快速、高效的分析方法检测新会柑(陈皮)及其制品中拟除虫菊酯残留,对于保障新会柑(陈皮)其及制品质量安全具有重大意义。
目前拟除虫菊酯残留检测的方法主要有液相色谱法[6]、液相色谱-串联质谱法[7]、气相色谱法[8]、气相色谱-质谱联用仪[9]以及气相色谱-串联质谱法[10]。其中气相色谱-质谱联用仪法具有选择性好、灵敏度高等特点,是拟除虫菊酯常用的分析方法。本文根据QuEChERS净化方法,结合气相色谱-质谱联用仪建立新会柑(陈皮)及其制品中8种拟除虫菊酯快速、准确、高效的检测方法,为新会柑(陈皮)及其制品的拟除虫菊酯农残检测提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
新会柑、陈皮、陈皮果脯以及陈皮普洱茶等实验样品,购于江门茶之柑陈皮茶业有限公司。
联苯菊酯(Bifenthrin)、甲氰菊酯(Fenpropathion)、氯氟氰菊酯(Lambda-cyhalothrin)、氯菊(Permethrin)、氯氰菊酯(Cypermethin)、氟氰戊菊酯(Flucythrinate)、氰戊菊酯(Fenvalerate)及溴氰菊酯(Tralomethrin)8种拟除虫菊酯(1 mL,100 μg·mL-1,农业部环境保护科研监测所);正己烷、乙酸、乙酸乙酯及乙腈均为色谱纯;实验室用水均为去离子水。
1.2 仪器与设备
GCMS-QP2010 Ultra气相色谱-质谱联用仪;AOC-20si自动进样系统(日本岛津);2-16型通用台式高速离心机(德国Sigma公司);LAB DANCER涡旋混合器(德国IKA公司);DN-12W氮吹仪(上海比郎公司);BAS124S电子天平(德国Sartorius公司);Milli-Q型超纯水系统(德国默克密理博公司)。
1.3 仪器条件
1.3.1 色谱条件
色谱柱:Shimadzu Rtx-1701(30 m×0.25 mm,0.25 μm);载气:高纯氦气(纯度大于99.999%);进样量:1 μL;流速:1 mL·min-1;进样口温度:285 ℃;进样方式:不分留进样;升温程序:初始温度50 ℃,保持1 min;以15 ℃·min-1升到200 ℃,保持8 min;以 5 ℃·min-1升到 275 ℃,保持 12 min。
1.3.2 质谱条件
电离方式:EI;离子源温度:230 ℃;接口温度:275 ℃;电离能量:70 eV;测定方式:选择离子监测模式(Selected Ion Monitoring,SIM),质谱条件参数见表1。
表1 8种拟除虫菊酯的CAS号、保留时间及质谱参数表
1.4 样品提取
分别称取粉碎的新会柑、陈皮、陈皮普洱茶、陈皮果脯和陈皮酱试样各2.000 0 g放置于50 mL具塞塑料离心管中,加入水(陈皮、普洱茶加4 mL,其他加2 mL),用移液枪准确加入乙腈10 mL,拧好瓶盖,涡旋振荡混匀2 min,以9 000 r·min-1离心5 min。
1.5 提取液净化
用移液枪准确吸取上述提取液2 mL于QuECh ERS净化管中,涡旋振荡2 min,以9 000 r·min-1离心5 min,吸取上清液过0.22 μm有机滤膜,进气相色谱-质谱联用仪(Gas Chromatography-Mass Spectrometry,GC-MS)分析。
1.6 标准曲线的绘制
分别取1 mL的8种拟除虫菊酯标准溶液配制成20 μg·mL-1的混合标准溶液,稀释成 1 μg·mL-1,然后分 别 吸 取 10 μL、20 μL、50 μL、100 μL、500 μL 和1 000 μL,正己烷定容到1 mL,配制浓度为0.010 mg·L-1、0.020 mg·L-1、0.050 mg·L-1、0.10 mg·L-1、0.50 mg·L-1和1.0 mg·L-1的标准工作曲线。
2 结果与分析
2.1 提取溶剂的选择
根据农药的极性,在农药残留检测中,常用的提取溶剂为正己烷、丙酮、乙酸乙酯和乙腈等。本实验分别考察了上述有机溶剂作为提取液的提取效率。正己烷易于挥发;丙酮易于提取样品中的色素,易溶于水,不利于萃取净化;乙酸乙酯易于提取蜡质,不利于净化;乙腈作为提取溶剂,不容易受脂溶性杂质的影响,提取效率较理想。综合考虑,本实验选择乙腈作为提取溶剂。
2.2 提取方式的选择
在提取前,加入水有利于增加样品的浸湿,提高有机溶剂对拟除虫菊酯的提取效率。本实验分别在空白新会柑、陈皮样品的前处理过程中加水和不加水,加入10 mL乙腈,旋涡振荡提取2 min,以9 000 r·min-1离心5 min,然后吸取2 mL提取液进行净化。在8种拟除虫菊酯添加水平0.5 mg·kg-1时,不加水和加水前处理的回收率分别为81.2%~109.6%、89.4%~112.5%,结果表明加水处理对提取的效率有一定的提升。综合考虑,本实验选择前处理加水、乙腈提取。
2.3 质谱条件的选择
本实验考察在标准电压70 eV EI,离子源温度分别使用200 ℃、230 ℃。结果表明离子源230 ℃时8种拟除虫菊酯的响应更高,因此本实验选择离子源温度230 ℃;配制8拟除虫菊酯的混合标准溶液,以全扫描方式得到总离子流图见图1,确认保留时间,根据谱库对每个物质的碎片离子、丰度比进行确认,选择响应最高的离子为定量离子,选择响应次高的离子作为定性离子。
图1 8种拟除虫菊酯混合标准溶液的总离子流图
2.4 基质效应
由于新会柑、陈皮等样品富含有机酸、色素等物质,在提取阶段与目标物质共提取,在进入色谱柱后,直接影响目标物的电离,从而影响目标物的重复性和准确性。
本实验配制浓度分别为 0.02 mg·L-1、0.50 mg·L-1的基质标准溶液和纯有机试剂标准溶液,重复测定6次,考察8种拟除虫菊酯在新会柑、陈皮、陈皮果脯、陈皮普洱茶中的基质效应,基质效应(Matrix Effect,ME)计算为:
结果表明,新会柑、陈皮、陈皮果脯和柑普茶作为基质,8种拟除虫菊酯的基质效应在92.3%~106.2%,表明基质效应对定量结果影响不明显,本实验选择纯有机溶剂配制标准曲线。
2.5 线性范围与检出限
按1.6中方法绘制标准工作曲线,以质量浓度为横坐标,对面物质的定量离子峰面积为纵坐标,考察8种拟除虫菊酯的线性关系。结果表明,8种拟除虫菊酯的线性关系良好,R2均大于0.998 5,以3倍信噪比(S/N)计算方法的检出限,见表2。
表2 8种拟除虫菊酯的线性参数和检出限表
2.6 回收率与精密度
选择空白新会柑、陈皮、陈皮普洱茶样品分别添加浓度水平为 0.010 mg·kg-1、0.050 mg·kg-1、0.100 mg·kg-1的混合标准溶液进行回收率实验,每个设置6个平行样品。由表3可知,8种拟除虫菊酯的回标回收率为88.4%~110.8%,相对标准偏差在3.6%~8.9%,表明该方法准确度高、稳定性好,能够满足检测要求。
表3 8种拟除虫菊酯的加标回收率和相对标准偏差表(n=6)
2.7 样品分析
按上述实验方法对新会柑、陈皮、陈皮普洱茶、陈皮果脯和陈皮酱等100批次样品进行检测,其中有2份陈皮普洱茶的联苯菊酯有检出,其余样品均未检出拟除虫菊酯,根据国家食品中农药最大残留限量,检出的联苯菊酯未有超过限量值。
3 结论
本文针对新会柑、陈皮、陈皮普洱茶、陈皮果脯和陈皮酱等基质特点,以乙腈作为提取溶剂,经QuEChERS净化,采用气相色谱-质谱联用仪法建立新会柑(陈皮)及其制品中8种拟除虫菊酯的定性定量分析方法,该法操作简单、快速高效,能够为新会柑(陈皮)及其制品的拟除虫菊酯农残检测提供参考。