气相色谱-串联质谱法测定小麦籽粒中多效唑残留量

2022-05-30侯晓慧魏珂田继锋宋国华薛科宇

食品安全导刊·中旬刊 2022年9期

侯晓慧魏珂田继锋宋国华薛科宇

摘要：建立一种气相色谱-串联质谱检测小麦籽粒中多效唑的分析方法。样品经乙腈提取，利用多壁碳纳米管对QuEChERS方法进行改进，醋酸钠、硫酸镁作为提取剂、多壁碳纳米管为净化剂，提取液氮吹定容，气相色谱-串联质谱仪检测。多壁碳纳米管用量为5 mg时，净化效果较好，满足分析检测要求;多效唑在0.01～0.40 mg·L-1线性良好，相关系数r2为0.998 9。空白基质加标实验中，多效唑的回收率为89.44%～102.96%，相对标准偏差为3.4%～9.5%。该方法操作简单，分析准确，检测灵敏度高，回收率、精密度稳定，适用于小麦籽粒中多效唑的检测。

关键词：多壁碳纳米管;气相色谱-质谱法;小麦籽粒

Determination of Paclobutrazol in Wheat Kernels by Gas Chromatography-Mass Spectrometry

HOU Xiaohui， WEI Ke， TIAN Jifeng， SONG Guohua， XUE Keyu*

（Agricultural Products Quality and Safety Testing and Inspection Center of Xuchang， Xuchang Key Laboratory of Quality and Safety Inspection and Risk Assessment of Agricultural Products， Xuchang 461000， China）

Abstract： A method for the determination of paclobutrazol in wheat kernels by GC-MS/MS was established. The sample was extracted by acetonitrile. The extract was cleaned-up by using multi-walled carbon nanotubes as the adsorbent according to the method of QuEChERS. The residues in the extract were detected by GC-MS/MS. The purification effect was good when the consumption of multi walled carbon nanotubes was 5 mg. The linear relationships for the analyte was good in the concentration range of 0.01～0.40 mg·L-1， and the correlation coefficient was 0.998 9. The recoveries were ranged from 89.44 % to 102.96% and the relative standard deviations were 3.4%～9.5%. This method was simple， high sensitive and accuracy， and suitable for detecting paclobutrazol in wheat kernels.

Keywords： multi-walled carbon nanotube; gas chromatography-mass spectrometry; wheat kernels

多效唑是一种植物生产调节剂，20世纪80年代引入我国，其能够抑制植物内源赤霉素的合成，达到延缓生长、抑制茎秆伸长、缩短植株节间、促进花芽分化的作用，具有增加植物抗逆性能，提高产量等效果，在小麦、水稻、花生、大豆和果树等作物上具有广泛的应用[1-3]。

小麦作为我国主要的粮食作物之一，在农业生产中占有非常重要的地位。数年来，我国农业科技人员依靠科学技术、采取多种措施，不断提高小麦产量，保证粮食安全。农药的使用是其中的主要措施之一。作为一种被广泛使用的低毒高效农药，许多农业科技人员研究多效唑对小麦生长、产量的影响，以期达到提高产量的目的[4-6]。随着多效唑用量的增加，其残留量也在不断增加。特别是多效唑的理化性质相对稳定，降解缓慢，在土壤中的吸附率较高，大部分残留在土壤中，且在表层土壤中的残留量大于深层土壤[3]。植物根系在吸收土壤中营养的同时，也会吸收土壤中的多效唑残留，随着植物的生理活动进而转移至植株的各部位，再通过饮食或食物链的富集进入人体，对人们的生活和健康造成安全隐患。

目前，通用的农药残留的分析方法主要有色谱法、质谱法、酶抑制法等;样品前处理技术主要有固相萃取法、液液萃取法等[7-10]。QuEChERS法作为一种新颖、快速的分散固相萃取技术，因其快速、简单、高效、安全的特点而迅速推广开来。然而，对于复杂基质样品，QuEChERS法中常用的分散剂、净化剂不能满足检测需求。

碳纳米管具有独特力学、化学性能，被逐渐应用于食品、医药、环境等领域中[11-12]。在农药残留方面的研究多集中在果蔬、茶叶中农药残留的检测，在小麦农药残流检测方面的研究还较少。本研究基于碳纳米管的独特性能，对QuEChERS法进行改进，建立了一种检测小麦籽粒中多效唑残留的气相色谱-质谱检测方法。该检测方法具有操作简单、分析准确、灵敏度高、回收率好和精密度稳定的特点，符合检测分析要求，可用于小麦籽粒中多效唑残留的检測。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

多效唑标准溶液（1 000 ?g·mL-1，农业农村部环境保护科研监测所）;环氧七氯B内标（100 ?g·mL-1，农业农村部环境保护科研监测所）;QuEChERS试剂包（6 g硫酸镁、1.5 g醋酸钠，北京绿绵科技有限公司）;多壁碳纳米管（外径20 ～30 nm，内径5～10 nm，长度0.5～2.0 μm，纯度>95%，南京先丰纳米材料科技有限公司）;乙腈、丙酮（色谱纯，美国飞世尔科技有限公司公司）;醋酸（分析纯，美国飞世尔科技有限公司）;0.22 μm微孔滤膜（天津市津腾实验设备公司）。

SCION TQ气相色谱质谱联用仪（德国布鲁克公司）;SK5200H型超声波清洗器（上海科导超声波仪器有限公司）;TTL-DCII型氮吹仪（北京同泰联科技发展有限公司）;TUBE MILL C S025型粉碎机（德国艾卡公司）;L-530离心机（湖南湘仪实验室仪器开发有限公司）。

1.2 实验条件

1.2.1 标准溶液配制

准确移取多效唑标准溶液0.8 mL至容量瓶中，用丙酮定容至5 mL，配制成标准储备液;内标物取0.8 mL至容量瓶中，配制成16.00 ?g·mL-1的标准储备液;随后，分别转移到棕色瓶中，-20 ℃避光保存。此外，用空白基质溶液配制标准工作溶液，配制相应浓度的标准溶液，加入10 ?L内标溶液，标准溶液现用现配。

1.2.2 样品制备

实验用小麦来自于本地生产。取小麦样品500 g粉碎，过孔径0.425 mm的筛子，放入聚乙烯袋中备用。

1.2.3 样品前处理

准确称取小麦试样5.00 g于50 mL塑料离心管中，加10 mL水涡旋振荡混匀，静置30 min。在离心管中加入15 mL乙腈-醋酸溶液（体积比99∶1），加入QuEChERS试剂包，盖上离心管盖子，迅速剧烈振荡1 min，随后，以4 200 r·min-1的速度离心5 min;净化管中加入1.5 g无水硫酸镁和5 mg多壁碳纳米管，取离心后的上清液10 mL于净化管中，剧烈振荡1 min混匀，4 200 r·min-1离心5 min;准确吸取上清液6 mL于离心管中，40 ℃水浴氮吹至近干，加入2 mL丙酮后超声30 s;加入10 ?L内标溶液，过微孔滤膜后放入进样小瓶，待测。

1.2.4 色谱条件

色谱柱TG-5SILMS;分流比1∶20;进样体积1 μL;程序升温：初始温度，50 ℃，保持1.0 min;以30 ℃·min-1升温至130 ℃，保持0 min;以5 ℃·min-1，升温至250 ℃，保持0 min;以5 ℃·min-1升温至300 ℃，保持5 min。

1.2.5 质谱条件

电离源模式：EI;电离源极性：阳性;传输线温度：270 ℃;离子源温度：230 ℃;电子轰击源：70 V;扫描模式：多反应监测。

2 结果与分析

2.1 质谱条件优化

小麦籽粒基质比较复杂，含有淀粉、糖类、色素等物质，为消除基质效应，通常采用基质配制标准溶液。实验中，对小麦阴性样品进行处理，配制基质标准溶液。对多效唑标准溶液（0.10 mg·L-1）进行分析，调节进样口温度、载气流速、升温程序等色谱条件，观察目标化合物的信号响应强度、出峰情况。利用质谱仪对标准溶液进行全扫描分析，根据总离子流图，用仪器自带的NIST谱库进行检索，确定目标化合物的出峰时间;调整碰撞电压，确定多效唑的定性离子对和定量离子。如图1所示，多效唑的出峰时间是21.14 min，定性离子对为236.00>132.00和236.00>167.00，碰撞能量为5 V和20 V，定量离子对为236.00>125.00，碰撞能量为10 V。

2.2 净化剂的选择

用空白小麦样品添加0.10 mg·kg-1浓度的农药，前处理提取过程采用乙腈作为提取剂、用醋酸缓冲盐包进行提取。在净化管中加入净化剂进行净化，根据实验室前期研究，实验中多壁碳纳米管的用量为5 mg;氮吹定容后经气相色谱质谱联用仪检测。样品平均回收率为81.98%，满足检测要求（一般回收率实验要求70%～120%）。这是因为多壁碳纳米管具有纳米级别的特殊的中空管状结构，可以通过非共价力对某些物质产生较强的作用力，具有良好的吸附能力[13-14]。此外，多壁碳纳米管易制备、市售价格低廉，能够降低实验成本[15]。

2.3 方法评价

用选定的质谱条件对基质标准溶液进行质谱分析，满足定性分析要求，具体结果见图1。配制不同质量浓度的标准溶液（0.01 mg·L-1、0.02 mg·L-1、0.05 mg·L-1、0.10 mg·L-1、0.20 mg·L-1和0.40 mg·L-1），以峰面积对应不同浓度作标准曲线，如表1所示，多效唑在0.01～0.40 mg·L-1线性良好，相关系数r2为0.998 9。

对阴性样品进行3个浓度的加标回收实验，每个添加水平设置5组平行样品，计算平均回收率及相对标准偏差。如表1所示，多效唑的回收率为89.44%～102.96%，相对标准偏差为3.4%～9.5%，回收率及稳定性均满足分析检测的要求。

2.4 实际样品的检测

采用该方法对市场上购买的2份样品进行分析检测，没有检测到阳性样品。

3 结论

本研究采用多壁碳纳米管改进的QuEChERS方法为前处理方法，建立了同时测定小麦籽粒中常见杀虫剂的气相色谱-串联质谱法（GC-MS/MS）。在0.01～0.40 mg·L-1线性良好，加标回收率为89.44%～102.96%，相对标准偏差小于10%，满足定性分析、定量分析的检测要求。该方法操作简单、分析准确、检测灵敏度高、稳定性好，能够快速检测小麦籽粒中多效唑残留，可为小麦的日常农药残留风险检测提供技术支持。

参考文献

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