QuEChERS净化-UPLC-MS/MS法测定番茄中19种农药残留

田金凤

（攀枝花学院 基础医学院，四川 攀枝花 617000）

番茄（Lycopersicon esculentumMill.）又称西红柿，茄科番茄属，营养丰富[1-2]。米易县是国家级南菜北运基地，冬季气温高，光热和水资源丰富，适宜种植早春蔬菜，而番茄（品种以石头番茄、以色列系列为主）作为该地区种植面积最大的早春蔬菜生产品种，在大棚种植的番茄每亩产10 000～15 000 kg[3-4]。随着番茄种植规模的不断扩大以及长期连作、错季种植和大水大肥栽培等因素，易在番茄生长过程中发生病虫害，但部分生产者不按规定农药剂量或安全间隔期滥用，或者为提高果蔬产量和品质使用农药，均可能造成番茄的农药残留超标，带来环境和食品安全问题[5]。

现在中国是世界上番茄种植面积最大，产量最多的国家[2]。国标GB 2763—2021《食品安全国家标准食品中农药最大残留限量》中规定番茄专属的农药最大残留限量（maximum residue limits，MRL）137种，主要含除草剂8种、杀虫剂36种、植物生长调节剂6种、杀菌剂74种、杀螨剂9种、杀线虫剂2种、杀螺剂1种、增效剂1种[6]，比GB 2763—2019《食品安全国家标准食品中农药最大残留限量》的番茄专属农药MRL（118种）多19种；同时，对接欧盟规定的番茄农药MRL（485 种）标准，降低番茄出口贸易风险[2，7]，科学指导番茄的病虫害防治和合理的使用农药，采用简单、快速、高灵敏的检测是农残品控的前提手段，满足番茄内需和出口的要求。

目前，GB/T 20769—2008《水果和蔬菜中450种农药及相关化学品残留量的测定》中蔬菜农药残留量检测方法的前处理操作复杂、费用高，不适用分析大批量样品的快速定性及定量检测[8]。而QuEChERS技术具有快速、高效等优点[9]，且针对米易番茄的糖分和色素类等基质成分多而复杂，分离分析难度大，检测杂质干扰严重，本实验优化了QuEChERS前处理条件，提高了方法的适用性。同时，检测番茄中农药残留的方法众多，常见的有超高效液相色谱-串联质谱（ultra-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry，UPLC-MS/MS）[10-12]、高效液相色谱和质谱联用[13-16]和气相色谱和质谱联用[17-19]等，但尚未见同时检测番茄中10种杀菌剂（甲霜灵、甲基硫菌灵、嘧霉胺、烯酰吗啉、咪鲜胺、三唑酮、丙环唑、戊唑醇、苯醚甲环唑和多菌灵）和9种杀虫剂（氧乐果、克百威、三羟基克百威、灭多威、腐霉利、异丙威、吡虫啉、啶虫脒和氯虫苯甲酰胺）残留量的高灵敏测定方法。为了促进食品安全及国标中番茄专属的农残检测的数量增加和低限量要求，本实验在前人的研究基础上，以攀枝花米易县的番茄为研究对象，采用QuEChERS净化-UPLC-MS/MS法测定番茄中甲霜灵等19种杀虫剂和杀菌剂残留，其方法的灵敏度高，操作相对简易，符合番茄中农药残留快速批量检测需求。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 材料

番茄：米易地区市售或采摘。

1.1.2 试剂

10种杀菌剂（烯酰吗啉、咪鲜胺、三唑酮、多菌灵、甲霜灵、嘧霉胺、甲基硫菌灵、苯醚甲环唑、丙环唑、戊唑醇），9种杀虫剂（氧乐果、克百威、三羟基克百威、灭多威、异丙威、腐霉利、吡虫啉、啶虫脒、氯虫苯甲酰胺）标准品（纯度均＞98%）：德国Dr.Ehrenstorfer GmbH公司；甲酸、甲醇、乙腈（均为色谱纯）：美国Fisher公司。

1.2 仪器与设备

Agilent 6460A型超高效液相色谱-串联质谱（UPLCMS/MS）仪：美国Agilent 公司；1-14k高速离心机：美国Sigma公司；Vortex 4涡旋混合器：比利时LMS公司。

1.3 方法

1.3.1 标准溶液的配制

取适量19种（10种杀菌剂+9种杀虫剂）标准品，分别用4 mmol/L甲酸水-甲醇溶液[20]配制成5.0 mg/mL的标准农药溶液；其他浓度标液按照实验需求定量稀释即得，-20 ℃避光保存。

1.3.2 样品前处理

称取10.0 g番茄（去柄，经组织搅碎机粉碎）样品（精确至0.01 g）于25 mL离心管中，加入10 mL 0.5%甲酸乙腈溶液[21]，振荡涡旋15 min，加入无水硫酸镁5 g和氯化钠1 g[22-24]，立即涡旋混匀10 s，然后12 000 r/min离心5 min，取上清液5.0 mL，转移至QuEChERS试剂管（含MgSO4、N-丙基乙二胺（primarysecondaryamine，PSA）、C18、石墨化炭黑（graphitized carbon black，GCB））中涡旋混匀60 s，在15 000 r/min离心10 min，取上清液过0.22 μm滤膜，即得。

1.3.3 仪器条件

色谱条件：Aglient-C18（2.1 mm×100 mm，1.8 μm）色谱柱；流动相4 mmol/L甲酸水-甲醇；流速0.2 mL/min；进样体积2 μL；柱温30 ℃；洗脱方式为梯度洗脱，洗脱程序：0～7.5 min，甲醇体积分数为30%→90%；7.5～10 min，甲醇体积分数为90%；10～10.5 min，甲醇体积分数90%→30%；10.5～15 min，甲醇体积分数30%vol。

质谱条件（参数见表1）：电喷雾离子源（electron spray ionization，ESI）正离子模式（ESI+），多反应监测（multiple reaction monitoring，MRM）方式采集[25]。

表1 多反应监测模式下19种标品的质谱参数Table 1 Mass spectrum parameters of 19 pesticide residues under multiplereaction monitoring mode

1.3.4 方法的标准曲线及检出限、定量限

利用空白番茄基质提取液将500 μg/L混合标准溶液依次稀释成质量浓度为200 μg/L、160 μg/L、100 μg/L、80 μg/L、50 μg/L、20 μg/L、10 μg/L、5 μg/L、2 μg/L的溶液，分别进行测定，用外标法建立标准曲线。以3倍信噪比（S/N＞3）和10倍信噪比（S/N＞10）分别确定方法检出限（limit of detection，LOD）与方法定量限（limit of quantitation，LOQ）[26]。

1.3.5 方法的精密度和加标回收率试验

取番茄样品10.0 g，于番茄基质中添加标准液（10 μg/kg、50 μg/kg、100 μg/kg）3个水平下，摇匀、静置后按“1.3.2”样品前处理后，其样品溶液再按“1.3.3”仪器条件进样（6次平行试验），测加标回收率和精密度。根据测定的峰面积计算其质量浓度，并计算分析结果的相对标准偏差（relative standard deviation，RSD）。

1.3.6 数据处理

实验所得数据为6次重复实验的平均值，采用Microsoft Excel 2007软件对实验数据进行统计分析，通过Origin7.5软件进行制图分析。

2 结果与分析

2.1 仪器条件优化

实验中，以80 μg/kg 的混合标液进样，筛选Aglient-C18（2.1 mm×100 mm，1.8 μm）和Poroshell 120 EC-C18色谱柱（3.0 mm×100 mm，2.7 μm），优化其仪器条件，结果表明用Aglient-C18柱适用性好，峰形尖锐对称，分离度较好；而流动相中加入少量酸能够达到改善峰形，并使化合物易离子化，提高灵敏度[25]。19种农药的MRM总离子流色谱图和定量离子色谱图见图1、图2。

图1 19种农药混合标准溶液总离子流色谱图Fig.1 Total ion flow chromatography of 19 pesticide mixed standard solutions

图2 19种农药定量离子色谱图Fig.2 Quantitative ion chromatograms of the 19 pesticides

2.2 提取条件优化

由于米易地区的番茄糖分和色素类等基质成分多而复杂，因而在样品前处理过程中，参照文献[21，25]的方法，采用不同体积（5 mL、10 mL、15 mL）0.5%甲酸乙腈溶液，分别进行提取比较，结果发现氧乐果等杀虫剂和杀菌剂经10 mL 0.5%甲酸乙腈溶液萃取1次效果好。同时，样品前处理过程中用QuEChERS，其中MgSO4去除样品中过量的水，PSA主要去除番茄中的糖类和花青素类色素，C18主要去除非极性干扰物，GCB去除样品中的色素等。

2.3 基质效应

番茄样品中存在大量生物活性物质，可能影响19种农药离子强度从而产生基质效应（matrix effects，ME）[27]，对检测结果存在影响。参照文献中的计算公式和方法[28]，如表2所示，番茄基质的|ME-1|≤20%，说明样品经萃取和QuEChERS法让样品基质净化效果较好，本实验则可忽略弱基质效应。

表2 19种农药的线性范围、回归方程、相关系数、检出限和定量限Table 2 Linear range,regression equations,correlation coefficients,limits of detection,and limits of quantification of 19 pesticides

2.4 方法的线性关系及检出限

在2.0～200.0 μg/L线性范围内，氧乐果等19种杀虫剂和杀菌剂（农药）的相关系数（R2）均＞0.998，定量限为0.15～1.50 μg/kg（见表2），均低于GB 2763—2021食品安全国家标准食品中农药最大残留限量中“番茄”或“茄果类水果”相应农药规定的最大残留限量值[6]。从定量限（样品中被测物能被定量测定的最低量）方面，表明该分析方法具备了更好的灵敏性。

2.5 方法的回收率与精密度

分别以10 μg/kg、50 μg/kg、100 μg/kg的水平将氧乐果等农药添加到空白番茄基质中，测定方法的加标回收率，结果见表3。由表3可知，19种杀虫剂和杀菌剂（农药）在番茄中的加标回收率范围为79.8%～103.9%，RSD为3.2%～11.8%，满足农药定量分析要求[29]。

表3 方法的回收率和相对标准偏差（n=6）Table 3 Spiked recoveries and relative standard deviations of method (n=6)

2.6 实际样品分析

按选定的试验方法下，对市售的番茄共20份样品进行分析，样品中19种农药的残留量均低于检测限，未检出。

3 结论

本研究结合QuEChERS萃取净化技术，以UPLC-MS/MS法建立了攀枝花米易县的番茄中19种农药残留的分析检测方法。实验的前处理方法（样品采用0.5%甲酸-乙腈提取，石墨化碳黑胺基的QuEChERS试剂管净化）操作简便，灵敏度高，干扰少，其定量限范围在0.15～1.50 μg/kg，均低于GB 2763—2021《食品安全国家标准食品中农药最大残留限量》中“番茄”或“茄果类水果”相应农药规定的最大残留限量值，且样品中19种农药均未检出，方法适合于番茄的日常农药残留检测。