气相色谱-串联质谱测定砂仁中31 种禁用农药残留量

◎ 黄小龙，马恩耀，孔 箭，方达锋，罗文英，周劲松

（广州采芝林药业有限公司，广东 广州 510000）

砂仁为药食两用中药材，是姜科植物阳春砂（Amomum villosumLour.）、绿壳砂（Amomum villosumLour.var.xanthioidesT.L.Wu et Senjen） 或 海 南 砂（Amomum longiligulareT.L.Wu）的干燥成熟果实[1]。研究发现，砂仁的主要成分为乙酸龙脑酯、橙花叔醇等[2]。其中，乙酸龙脑酯具有止泻、镇痛等功效。阳春砂中乙酸龙脑酯的相对含量为59.60%，是绿壳砂或缩砂的4 倍多，因此阳春砂仁的药效成分最高，中医临床用药也以阳春砂仁为主[3]。

阳春砂仁临床治疗效果突出，且为药食同源药材，每年市场需求量超2 200 t。阳春砂仁的种植面积逐渐扩大，如云南省阳春砂仁栽培面积由6 500 hm2增至8 613 hm2，约占全国种植总面积的64%[4]；再如阳春全市阳春砂仁种植面积由2017 年的逾1 333 hm2到2020 年的2 980 hm2。而在种植过程中农药的使用不可避免，有机氯与有机磷类农药因具有杀虫广谱、高效等特点而被广泛使用，氨基甲酸酯类农药是一种合成农药，作为杀虫剂、除草剂和杀菌剂，应用也十分广泛[5]。农药残留定量检测意义重大。

因为农药残留的痕量以及基质（样品中被分析物以外的组分）的复杂性，所以需要通过建立一种快速、准确、高效和灵敏的前处理方法，将农药从基质中分离出来。现代应用中农药残留检测的前处理技术主要是超临界流体萃取和QuEChERS 等技术。QuEChERS技术只吸附溶液中的干扰基质，而对待测目标化合物保留不吸附，该法主要使用的净化吸附剂有N-丙基乙二胺（Primary Secondary Amine，PSA）、十八烷基硅烷键合硅胶（C18）、石墨化碳黑（Graphitized Carbon Blacks，GCB）、氨丙基粉和氧化铝粉等[6]。本研究建立QuEChERS-气相色谱串联质谱农药残留分析方法，对10 批阳春砂仁药材进行31 种禁用农药的残留量的检测，方法具有良好的灵敏度、准确度和精密度，且线性良好，保证阳春砂仁药材符合《中国药典》的要求。

1 材料与方法

1.1 材料

阳春砂仁药材由广州白云山中药饮片有限公司提供，10 批阳春砂仁样品具体编号以及产地见表1。

表1 10 批阳春砂仁药材编号产地表

1.2 仪器与试剂

1.2.1 仪器

TGL-20R 医用离心机（山东百欧）；Raykol-AuToEVA 自动氮吹仪（安谱）；8890-7000D 三重四极杆气质联用仪（安捷伦）；涡旋仪（EOAA-VM-B）；Comfort I 超纯水机（赛多利斯）；数字可调型瓶口分液器（BDAND）。

1.2.2 试剂

31 种禁用农药混合对照品溶液（对照品溶液浓度见2020 年版《中国药典》）；磷酸三苯酯；冰醋酸（优级纯）；提取盐；分散固相萃取净化管DIKMA；甲酸铵（色谱纯）；异丙醇（色谱纯）；乙腈（色谱纯）；甲醇（色谱纯）。

1.3 溶液配制

①0.1%甲酸溶液（含5 mol·L-1甲酸铵）的配制。取甲酸铵0.319 5 g，置于1 000 mL 容量瓶中，加入0.1%甲酸溶液至刻度。②乙腈-0.1%甲酸溶液（含5 mol·L-1甲酸铵）（95 ∶5）的配制。取0.1%甲酸溶液（含5 mol·L-1甲酸铵）50 mL，置于1 000 mL 容量瓶中，加入乙腈定容至刻度。③1%冰醋酸溶液的配制。量取冰醋酸10 mL，加入超纯水至1 000 mL。

1.4 实验方法

1.4.1 待测农药物质及定量限

31 种禁用农药及定量限见表2。

表2 31 种禁用农药定量限表

1.4.2 工作溶液配制

①内标溶液的配制。取磷酸三苯酯对照品0.1 mL，精密量取，置于10 mL 容量瓶中，加乙腈溶解并稀释至刻度。②混合对照品溶液的配制。精密量取31 种农药混合标准溶液0.25 mL，置于10.00 mL 容量瓶中，用乙腈稀释至刻度，摇匀，即得。③工作溶液的配制。将混合对照品溶液稀释5 倍，即为工作溶液。④空白基质溶液的配制。取空白基质样品，同样品制备过程制备，作为空白对照曲线。⑤基质混合对照溶液的配制。分别精密吸取空白基质溶液1.0 mL（6 份），40 ℃氮吹浓缩至约0.4 mL，分别加入工作溶液l0 μL、20 μL、50 μL、l00 μL、150 μL 和200 μL，加乙腈定容至l mL，涡旋混匀，即得。

1.4.3 样品前处理

取砂仁药材样品粉碎过3 号筛，得样品粉末，精密称定3 g，置于50 mL 聚苯乙烯具塞离心管中，加入1%冰醋酸溶液15 mL，使用涡旋仪涡旋，使药粉与溶液充分混合、浸润，静置30 min，用移液器精密加入乙腈15 mL，涡旋混匀，置振荡器上剧烈振荡（500 次/min）5 min，置于冰箱冷却10 min，加入提取盐——无水硫酸镁与无水硫酸钠的混合粉末（4 ∶1）7.5 g，立即摇散，再置振荡器上剧烈振荡（500 次/min）3 min，离心机离心（5 500 r·min-1）5 min，取上清液9 mL，置预先装有净化材料的分散固相萃取净化管（无水硫酸镁900 mg、N-丙基乙二胺300 mg、十八烷基硅烷键合硅胶300 mg、硅胶300 mg和石墨化碳黑90 mg）中，涡旋使充分混匀，置振荡器上剧烈振荡（500 次/min）5 min 使净化完全，离心（5 500 r·min-1）5 min，用移液枪精密吸取上清液5 mL，置氮吹仪上40 ℃水浴浓缩至约0.4 mL，加乙腈稀释定容至1.0 mL，涡旋混匀，过滤膜，取续滤液，即得样品溶液。

1.4.4 测定

分别精密吸取基质混合对照溶液和供试品溶液各1 mL，精密加入内标溶液0.3 mL，混匀，滤过，取续滤液。分别精密吸取上述两种溶液各1 μL，注入气相色谱串联质谱仪，按内标标准曲线法计算。

1.4.5 仪器条件

（1）气相色谱条件。气相色谱柱：VF-17MS（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；进样体积1 μL，进样口为恒压进样模式，进样口温度250 ℃，不分流进样；载气为高纯氦气（He）；离子源温度250 ℃；柱温250 ℃；柱前压146 kPa；升温程序：初始温度60 ℃，保持1 min，以30 ℃·min-1升至120 ℃，再以10 ℃·min-1的速率升温至160 ℃，再以2 ℃·min-1的速率升温至230 ℃，最后以15 ℃·min-1的速率升温至300 ℃，保持6 min。

（2）质谱条件。以三重四极杆串联质谱仪检测；离子源为电子轰击源（EI），离子源温度250 ℃；碰撞气为氮气；质谱传输接口温度250 ℃；质谱监测模式为多反应监测（MRM）。

2 结果与分析

2.1 方法学考察

2.1.1 标准曲线

基质混合对照溶液进样，经仪器测量，以基质混合对照溶液峰面积/内标溶液峰面积为纵坐标，以基质混合对照溶液浓度/内标溶液浓度为横坐标绘制标准曲线，农药化合物以S/N≥3 对应的质量浓度为检出限，以S/N≥10 对应的质量浓度为定量限，结果见表3。31 种农药的相关系数为0.985 4 ～0.999 8，线性关系良好，检出限为0.000 1 ～0.001 2 mg·kg-1，检出限低，说明其灵敏度高。

表3 气相色谱-串联质谱法下31 种农药的相关系数、线性方程、检出限、定量限表

2.1.2 加标回收率与精密度试验

向空白样品基质中加入低、中、高3 个水平浓度的混合农药标准溶液，重复测定3 次，计算回收率及相对标准偏差（RSD），结果见表4。试验结果显示，31 种农药的加标回收率为62.62%～97.70%，RSD 为0.62%～10.61%，说明方法的准确性和精密度良好，能满足31 种农药残留的检测要求。

表4 气相色谱-串联质谱法测定31 种农药的回收率和RSD 表

2.1.3 重复性试验

按照仪器分析条件和样品前处理方法，精密称取同一样品8 份，进行平行实验，分别计算RSD 值，结果见表5。试验结果表明，RSD 为0.1%～2.9%，均＜3.0%，表明该方法重复性良好。

2.2 样品测定

10 批阳春砂仁样品制备：各取砂仁样品粉末（过三号筛）精密称定3 g，平行两份，分别为A 样、B 样，按样品前处理方法进行处理。通过气相色谱串联质谱法测定阳春产地的10 批砂仁药材的31 种禁用农药残留量均为未检出，表明收集的10 批砂仁药材质量良好，产地种植管理规范。

3 讨论

3.1 提取方法的选择

QuEChERS 法是一种基于固相萃取（Solid Phase Extraction，SPE）的样品前处理技术，可有效避免液-液分配中出现的乳化现象，减少有机溶剂用量，缩短前处理时间[7]。气质联用仪当前已被用于分离、鉴定复杂组分，其综合了气相色谱分辨率高和质谱灵敏度高的特点，可定性定量分析药物与代谢物[8-9]。QuEChERS 方法与固相萃取法、液液萃取法相比，方法操作简单、使用毒性有机试剂少，可避免固相微萃取法和搅拌棒吸附萃取技术的高成本、样品易残留、纤维性脆等缺点[10]。

3.2 提取溶剂的选择

QuEChERS 法常以乙酸乙酯、丙酮及甲醇为提取剂提取有效成分。丙酮挥发性强，分离效果差，回收率较低；乙酸乙酯适用于提取弱极性的化合物；甲醇常作为辅助提取试剂，与乙酸乙酯或其他溶液结合使用。乙腈是目前使用较多的方法，对多种极性较宽的化合物提取效果好，回收率集中在70%～120%。

3.3 基质效应

基质效应是由非基体影响的试样所产生的反应数值增加或降低的一种情况[10]。土壤中的底物作用对土壤中的农药残留有很大的作用，要彻底去除土壤中的底物作用非常困难。农药残留含量测定中，由于农药种类繁多，在气相-串联质谱中加入磷酸三苯酯，可进一步减少底物的作用。

4 结论

本实验运用气相色谱-串联质谱法测定10 批阳春砂仁中31 种禁用农药残留量。实验对该方法进行了方法学验证，考察了准确度、精密度、检测限、线性范围，结果表明气相色谱-串联质谱法高效、灵敏、稳定、简单、快速、经济，适用于砂仁的农药残留快速检测。来自广东阳春的10 批砂仁药材中，31 种禁用农药检测结果均为未检出，表明产地种植管理规范，药材安全性高。